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認(rèn)識(shí)電感器的重要作用與特性

ARM與嵌入式 ? 來(lái)源:ARM與嵌入式 ? 2023-05-04 10:42 ? 次閱讀
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電感器俗稱(chēng)電感,本質(zhì)上是一個(gè)線圈,有空心線圈也有實(shí)心線圈,實(shí)心線圈有鐵芯或者其它材料制成的芯,電感的單位是“H”,簡(jiǎn)稱(chēng)“亨”。此外,更小的單位是mH,uH,換算方式為1H=1000mH=1000000uH。

電感的常見(jiàn)作用

阻交通直

對(duì)于直流電,電感是相當(dāng)于短路的;而對(duì)于交流電,電感是對(duì)其有阻礙作用的,交流電的頻率越高,電感對(duì)它的阻礙作用越大。

變壓器

對(duì)我們來(lái)說(shuō)最熟悉的電感應(yīng)用莫過(guò)于變壓器了,如下圖所示為變壓器的電路符號(hào)。假如左側(cè)線圈匝數(shù)為100,右側(cè)匝數(shù)為50,如果左側(cè)接220V交流電,那么右側(cè)感應(yīng)出來(lái)的電壓為110V,即“匝數(shù)比=電壓比”而電流卻會(huì)截然相反;如果左側(cè)流進(jìn)1A電流,那么右側(cè)會(huì)流出2A的電流,即“匝數(shù)比=電流的反比”,因?yàn)殡姼兄粫?huì)對(duì)電壓、電流進(jìn)行變化,而不能對(duì)功率進(jìn)行變化,如果電壓和電流都為正比顯然是不合情理的。

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RL低通濾波器

所謂低通濾波器是:低頻信號(hào)可以通過(guò),而高頻信號(hào)不能通過(guò),電路原理圖如下圖。輸入信號(hào)如果是直流電,那么電感相當(dāng)于一根導(dǎo)線;現(xiàn)在是短路,信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)電感,直接輸出,而不經(jīng)過(guò)電阻。如果我們逐漸升高電流的頻率,由于電感對(duì)交流電有阻礙作用,通過(guò)電感的信號(hào)會(huì)慢慢變小,直到達(dá)到某一個(gè)頻率,當(dāng)高于這個(gè)頻率之后的電流再也無(wú)法通過(guò),這時(shí)候就形成了低通濾波器,這個(gè)頻率就叫做截止頻率,公式為 f=R/(2πL)。

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RL高通濾波器

高通濾波器的道理和低通的類(lèi)似,只不過(guò)電阻和電感的位置變了,如下圖。如果是直流電,會(huì)經(jīng)過(guò)電感流回去,這時(shí)候如果改變頻率,當(dāng)頻率逐漸升高,由于電感對(duì)交流電的阻礙作用,當(dāng)頻率達(dá)到截止頻率時(shí),高頻信號(hào)不經(jīng)過(guò)電感,而直接把我們需要的高頻信號(hào)輸出。截止頻率的計(jì)算也是 f=R/(2πL)。

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以上列舉了一些常用的電感應(yīng)用,當(dāng)然電感的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些,以上講的都是基礎(chǔ),應(yīng)用的時(shí)候考慮的遠(yuǎn)比以上所說(shuō)的要多。

十種電感的特性

工字型電感

它的前身是撓線式貼片電感,工字型電感是它們的改良,擋板有效加強(qiáng)儲(chǔ)能能力,改變EMI方向和大小,亦可降低RDC。它可以說(shuō)是訊號(hào)通訊電感跟POWER電感的一種妥協(xié)。

貼片式的工字型電感主要用于幾百kHz至一兩MHz的較小型電源切換,如數(shù)字相機(jī)的LED升壓、ADSL等較低頻部份的訊號(hào)處理或POWER用途。它的Q值有20、30,做為訊號(hào)處理頗為適合。RDC比撓線式貼片電感低,作為POWER也是十分好用。當(dāng)然,很大顆的工字型電感,那肯定是POWER用途了。

工字型電感最大的缺點(diǎn)仍是開(kāi)磁路,有EMI的問(wèn)題;另外,噪音的問(wèn)題比撓線式貼片電感大。

色環(huán)電感

色環(huán)電感是最簡(jiǎn)單的棒形電感的加工,主要是用作訊號(hào)處理。本身跟棒形電感的特性沒(méi)有很大的差別,只是多了一些固定物,和加上一些顏色方便分辨感值。因單價(jià)算是十分便宜,現(xiàn)時(shí)比較不注重體積,以及仍可用插件的電子產(chǎn)品,使用色環(huán)電感仍多。

空芯電感

空心電感主要是訊號(hào)處理用途,用作共振、接收、發(fā)射等。空氣可應(yīng)用在甚高頻的產(chǎn)品,故此很多變異要求不太高的產(chǎn)品仍在使用。因?yàn)榭諝獠皇枪潭ň€圈的最佳材料,故此在要求越來(lái)越嚴(yán)格的產(chǎn)品趨勢(shì)上,發(fā)展有限。

環(huán)形線圈電感

環(huán)形線圈電感,是電感理論中很理想的形狀。閉磁路,很少EMI的問(wèn)題,充分利用磁路,容易計(jì)算,幾乎理論上的好處,全歸環(huán)形線圈電感??墒?,有一個(gè)最大的缺點(diǎn),就是不好撓線,制程多用人工處理。

環(huán)形線圈電感最大量的,是用鐵粉芯作材料跟樹(shù)脂等混在一起,使得Air gap均勻分布在鐵粉芯內(nèi)部。

鐵粉芯環(huán)形線圈電感的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)形,但缺點(diǎn)亦是環(huán)形。我前面曾說(shuō),使用者最喜歡的形狀是方形,故此在妥協(xié)下環(huán)形線圈電感并不是最具優(yōu)勢(shì)。

貼片迭層高頻電感

貼片迭層高頻電感,其實(shí)就是空心電感。特性完全相同,不過(guò)因?yàn)槿菀坠潭?,可以小型化?/p>

貼片迭層高頻電感跟空心電感比較,因?yàn)榭諝獠皇呛玫墓潭ㄎ?,但空氣的相?duì)導(dǎo)磁率是一,在高頻很好用,因此找一些相對(duì)導(dǎo)磁率是一,又是很好的固定物,那不是很好。

貼片迭層高頻電感跟貼片撓線式高頻電感的比較,貼片迭層高頻電感的Q值不夠高是最大的缺點(diǎn),。

磁棒電感

磁棒電感是空心電感的加強(qiáng),電感值跟導(dǎo)磁率成正比,塞磁性材料進(jìn)空心線圈,電感值、Q值等都會(huì)大為增加。好處,就自己想象了。如果想不通,或者不想思考,要早點(diǎn)改行喔。磁棒電感是最簡(jiǎn)單、最基本的電感;30年到100年前,電感有什么應(yīng)用,它就有什么應(yīng)用,特性亦是如此。

SMD貼片功率電感

SMD貼片功率電感最主要是強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能能力,以及LOSS要少。

穿心磁珠

穿心磁珠,就是阻抗器啦,電感是低通組件,可讓低頻通過(guò),阻擋高頻。

貼片磁珠

貼片磁珠就是穿心磁珠的下一代。

貼片高頻變壓器、插件高頻變壓器

高頻變壓器嘛,一般用于開(kāi)關(guān)電源

審核編輯:湯梓紅

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原文標(biāo)題:認(rèn)識(shí)電感器的重要作用與特性

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