电感的分类及作用-9游会

大家好!今天让小编来大家介绍下关于电感的分类及作用的问题,以下是酷知号的小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。

一、 电感器的定义。

   1.1 电感的定义:

   电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。

   当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电 磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电 流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有 阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火 花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。

   总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势 ,称为“自感电动势”。

    由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。

   1.2 电感线圈与变压器

   电感线圈:导线中有电流时,其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场。电感线圈就是据此把导线(漆包线、纱包或裸导线)一圈靠一圈(导线间彼此互相绝缘)地绕在绝缘管(绝缘体、铁芯或磁芯)上制成的。一般情况,电感线圈只有一个绕组。

    变压器:电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。

   1.3 电感的符号与单位

   电感符号:l

 

   电感单位:亨 (h)、毫亨(mh)、微亨 (uh),1h=103mh=106uh。

   电感量的标称:直标式、色环标式、无标式

   电感方向性:无方向

   检查电感好坏方法:用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断,理想的电感电阻很小,近乎为零。

   1.4 电感的分类:

   按电感形式 分类:固定电感、可变电感。

   按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

   按工作性质 分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

   按绕线结构 分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

   按工作频率 分类:高频线圈、低频线圈。

   按结构特点 分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。

二、 电感的作用

   基本作用:滤波、振荡、延迟、陷波等

   形象说法:“通直流,阻交流”

   细化解说:在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。

   由感抗xl=2πfl 知,电感l越大,频率f越高,感抗就越大。该电感器两端电压的大小与电感l成正比,还与电流变化速度△i/△t   成正比,这关系也可用下式表示:

   电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示:wl=1/2 li2 。

   可见,线圈电感量越大,流过越大,储存的电能也就越多。

   电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成lc滤波电路。我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。如果 把伴有许多干扰信号的直流电通过lc滤波电路(如图),那么,交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信 号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。

   

    lc滤波电路

   在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上。而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的 lc滤波电路。另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成lc电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感。

三、 电感的主要特性参数

   2.1 电感量l

   电感量l表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。

   2.2 感抗xl

   电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗xl,单位是欧姆。它与电感量l和交流电频率f的关系为xl=2πfl

   2.3 品质因素q

   品质因素q是表示线圈质量的一个物理量,q为感抗xl与其等效的电阻的比值,即:q=xl/r。线圈的q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的q值与导线的直流 电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的q值通常为几十到几百。采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的q 值。

   2.4 分布电容

   线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。

   2.5 允许误差:电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。

   2.6 标称电流:指线圈允许通过的电流大小,通常用字母a、b、c、d、e分别表示,标称电流值为50ma 、150ma 、300ma 、700ma 、1600ma 。

四、常用电感线圈

   3.1 单层线圈

   单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。

   3.2 蜂房式线圈

   如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小

   3.3 铁氧体磁芯和铁粉芯线圈

   线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。

   3.4 铜芯线圈

   铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。

   3.5 色码电感线圈

   是一种高频电感线圈,它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成。它的工作频率为10khz至200mhz,电感量一般在0.1uh到3300uh之间。色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。其单位为uh。

   3.6 阻流圈(扼流圈)

   限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈。

  3.7 偏转线圈

   偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求:偏转灵敏度高、磁场均匀、q值高、体积小、价格低。

五、 电感的型号、规格及命名。

   国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有samung、phi、tdk、x、vishay、nec、kemet、rohm等。

   5.1 片状电感

   电感量:10nh~1mh

   材料:铁氧体 绕线型 陶瓷叠层

   精度: j=±5% k=±10% m=±20%

   尺寸: 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm

   个别示意图:   贴片绕线电感                                         贴片叠层电感

                         

   5.2 功率电感

   电感量:1nh~20mh

   带屏蔽、不带屏蔽

   尺寸:d43、d54、d73、d75、d104、d105;rh73/rh74/rh104r/rh105r/rh124;cd43/54/73/75/104/105;

   个别示意图:贴片功率电感                                           屏蔽式功率电感

                              

   5.3 片状磁珠

   种类:cbg(普通型) 阻抗:5ω~3kω

   cbh(大电流) 阻抗:30ω~120ω

   cby(尖峰型) 阻抗:5ω~2kω

   个别示意图:贴片磁珠                                                           贴片大电流磁珠

                           

   规格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠)

   规格:b302520/b403025/b853025(贴片大电流磁珠)

   5.4 插件磁珠

 

   规格:rh3.5

 

  5.5 色环电感

   电感量:0.1uh~22mh

   尺寸:0204、0307、0410、0512

   豆形电感:0.1uh~22mh

   尺寸:0405、0606、0607、0909、0910

   精度:j=±5% k=±10% m=±20%

   精度:j=±5% k=±10% m=±20%

   插件的色环电感                   读法:同色环电阻的标示

  

   5.6 立式电感

   电感量:0.1uh~3mh

   规格:pk0455/pk0608/pk0810/pk0912

   5.7轴向滤波电感

   规格:lgc0410/lgc0513/lgc0616/lgc1019

   电感量:0.1uh-10mh。

   额定电流:65ma~10a。

   q值高,价位一般较低,自谐振频率高。

 

   5.8 磁环电感

   规格:tc3026/tc3726/tc4426/tc5026

   尺寸(单位mm):3.25~15.88

 5.9 空气芯电感

   空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线。但在一些体积较少 的产品中,采用很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积。为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、 铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值。目前,在计算机中,绝大部分是磁心电感。

六、 常见的磁芯磁环

   铁粉芯系列

   材质有:-2材(红/透明)、-8材(黄/红)、-18材(绿/红)、-26材(黄/白)、-28材(灰/绿)、-33材(灰/黄)、-38材(灰/ 黑)、-40材(绿/黄)、-45材(黑色)、-52材(绿/蓝);尺寸:外径大小从30到400d(注解:外径从7.8mm到102mm)。

铁硅铝系列

   主要u值有:60、75、90、125;尺寸:外径大小从3.5mm到77.8mm。

 

  两种产品的规格除了主要的环形外,另有e形,棒形等,还可以根据客户提供的各项参数定做。它们广泛应用于计算机主机板,计算机电源,电源供应器,手机充电器,灯饰变压调光器,不间断电源(ups),各种家用电器控制板等。

八、电感在使用过程中要注意的事项

   8.1电感使用的场合

    潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,都要注意。

   8.2电感的频率特性

   在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性。

   但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热,感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。

   下面就铁氧体材料的电感加以解说:

   铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下 应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小。在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路 的高频衰减器使用的。实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体 是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的。

   8.3 电感设计要承受的最大电流,及相应的发热情况。

   8.4 使用磁环时,对照上面的磁环部分,找出对应的l值,对应材料的使用范围。

   8.5注意导线(漆包线、纱包或裸导线),常用的漆包线。要找出最适合的线经。

绝大多数的电子元器件,如电阻器、电容器。扬声器等,都是生产部门根据规定的标准和系列进行生产的成品供选用。而电感线圈只有一部分如阻流圈、低频阻流 圈,振荡线圈和lg固定电感线圈等是按规定的标准生产出来的产品,绝大多数的电感线圈是非标准件,往往要根据实际的需要,自行制作。由于电感线圈的应用极 为广泛,如lc滤波电路、调谐放大电路、振荡电路、均衡电路、去耦电路等等都会用到电感线圈。要想正确地用好线圈,还是一件较复杂的事情;这里提到的一些 知识,有的是根据一些人的实践经验,只供读者参考。

1.电感线圈的串、并联

每一只电感线圈都具有一定的电感量。如果将两只或两只以上的电感线圈串联起来总电感量是增大的,串联后的总电感量为:

l串 = l1 l2 l3 l4……

线圈并联起来以后总电感量是减小的,并联后的总电感量为:

l并 = 1/(1/l1 1/l2 1/l3 1/l4 ……)

上述的计算公式,是针对每只线圈的磁场各自隔离而不相接触的情况,如果磁场彼此发生接触,就要另作考虑了。

2.电感线圈的检测

    在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数q,一般均需要专门仪器,而 且测试方法较为复杂。在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和q值的大小判断。可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的 阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大x 可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。如果检测电阻与原确定的 或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即q值的大小。线圈的电感量相同时,其直流电阻越 小,q值越高;所用导线的直径越大,其q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其q值越高。例 如,高硅硅钢片做铁芯时,其q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其q值越高。例如,蜂房式绕法的线圈,其q值较平绕时为高,比乱绕时 也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其q值较高,相反,则q值较低。屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其 q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其q值也越高。

    在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其q值大小并不太重要,而电感量l的大小却对滤波效果影响较大。要注意,低频阻流圈在使用中,多通过较大直流,为防止磁 饱和,其铁芯要求顺插,使其具有较大气隙。为防止线圈与铁芯发生击穿现象,二者之间的绝缘应符合要求。所以,在使用前还应进行线圈与铁芯之间绝缘电阻的检 测。具体方法与变压器绝缘电阻的检测方法相同(可参阅变压器的检测)。

    对于高频线圈电感量l由于测试起来更为麻烦,一般都根据在电路使用效果适当调整,以确定其电感量是否合适。

    对于多个绕组的线圈,还要用万用表检测各绕组之间线圈是否短路;对于具有铁芯和金属屏蔽罩的线圈,要测量其绕组与铁芯或金属屏蔽罩之间是否短路。

3.绕制线圈的注意事项

    线圈在实际使用过程中,有相当数量品种的电感线圈是非标准件,都是根据需要有针对性进行绕制。自行绕制时,要注意以下几点:

   (1)根据电路需要,选定绕制方法

    在绕制空心电感线圈时,要依据电路的要求,电感量的大小以及线圈骨架直径的大小,确定绕制方法。间绕式线圈适合在高频和超高频电路中使用,在圈数少于3圈 到5圈时,可不用骨架,就能具有较好的特性,q值较高,可达150-400,稳定性也很高。单层密绕式线圈适用于短波、中波回路中,其q值可达到 150-250,并具有较高的稳定性。

   (2)确保线圈载流量和机械强度,选用适当的导线

    线圈不宜用过细的导线绕制,以免增加线圈电阻,使q值降低。同时,导线过细,其载流量和机械强度都较小,容易烧断或碰断线。所以,在确保线圈的载流量和机械强度的前提下,要选用适当的导线绕制。

   (3)绕制线圈抽头应有明显标志

    带有抽头的线圈应有明显的标志,这样对于安装与维修都很方便。

   (4)不同频率特点的线圈,采用不同材料的磁芯

    工作频率不同的线圈,有不同的特点。在音频段工作的电感线圈,通常采用硅钢片或坡莫合金为磁芯材料。低频用铁氧体作为磁芯材料,其电感量较大,可高达几亨 到几十亨。在几十万赫到几兆赫之间,如中波广播段的线圈,一般采用铁氧体芯,并用多股绝缘线绕制。频率高于几兆赫时,线圈采用高频铁氧体作为磁芯,也常用 空心线圈。此情况不宜用多股绝缘线,而宜采用单股粗镀银线绕制。在100mhz以上时,一般已不能用铁氧体芯,只能用空心线圈;如要作微调,可用钢芯。使 用于高频电路的阻流圈,除了电感量和额定电流应满足电路的要求外,还必须注意其分布电容不宜过大。

   4.提高线圈的q值所采取的措施

    品质因数q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。那么,如何提高绕制线圈的q值呢,下面介绍具体的方法:

   (1)根据工作频率,选用线圈的导线

    工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。工作频率高于几万赫,而低于2mhz的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地 增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应的影响,使q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30%-50%。在频率高于2mhz的电路中,电感线圈应采用 单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm-1.5mm。采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。这时不宜选用多股导线绕制, 因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果反不如单根导线好。

   (2)选用优质的线圈骨架,减少介质损耗

    在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。

   (3)选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗

    外径一定的单层线圈(φ20mm-30mm),当绕组长度 l与外径 d的比值 l/d=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈l/ d=0.2-0.5,用t/d=0.25-0.1时,其损耗最小。绕组厚度t、绕组长度l和外径d之间满足3t+2l=d的情况下,损耗也最小。采用屏蔽罩的线圈,其l/d=0.8-1.2时最佳。

   (4)选定合理屏蔽罩的直径

    用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,使q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。

    当屏蔽罩直径ds与线圈直径 d之比满足如下数值即 ds/d=1.6-2.5时,q值降低不大于10%。

   (5)采用磁芯可使线圈圈数显著减少

    线圈中采用磁芯,减少了线圈的圈数,不仅减小线圈的电阻值,有利q值的提高,而且缩小了线圈的体积。

   (6)线圈直径适当选大些,利于减小损耗

在可能的条件下,线圈直径选得大一些,体积增大了一些,有利于减小线圈的损耗。一般接收机,单层线圈直径取12mm-30mm;多层线圈取6mm-13mm,但从体积考虑,也不宜超过20mm-25mm的范围。

   (7)减小绕制线圈的分布电容

    尽量采用无骨架方式绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容15%-20%;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3~l/2。对于多 层线圈来说,直径d越小,绕组长度l越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。应当指出的是:经过漫渍和封涂后的线圈,其分布电容将增大20%-30%。

    总之,绕制线圈,始终把提高q值,降低损耗,作为考虑的重点

    5.线圈使用、安装要注意的问题

    任何电子设备中的电子元器件安装板,都是经过工程技术人员根据使用的各种元器件的性能特点,精心安排、全面布局、合理设计出来的。作为线圈的使用安装者,注意如下的几个问题就可以了。

   (1)线圈的安装位置应符合设计要求

    线圈的装配位置与其他各种元器的相对位置要符合设计的规定,否则将会影响整机的正常工作。例如,简单的半导体收音机中的高频阻流圈与磁性天线的位置要适当安排合理;天线线圈与振荡线圈应相互垂直,这就避免了相互耦合的影响。

   (2)线圈在安装前,要进行外观检查

    使用前,应检查线圈的结构是否牢固,线匝是否有松动和松脱现象,引线接点有无松动,磁芯旋转是否灵活,有无滑扣等。这些方面都检查合格后,再进行安装。

   (3)线圈在使用过程需要微调的,应考虑微调方法

    有些线圈在使用过程中,需要进行微调,依靠改变线圈圈数又很不方便,因此,选用时应考虑到微调的方法。例如单层线圈可采用移开靠端点的数困线圈的方法,即 预先在线圈的一端绕上3圈~4圈,在微调时,移动其位置就可以改变电感量。实践证明,这种调节方法可以实现微调±2%-±3%的电感量。应用在短波和超短 波回路中的线圈,常留出半圈作为微调,移开或折转这半圈使电感量发生变化,实现微调。多层分段线圈的微调,可以移动一个分段的相对距离来实现,可移动分段 的圈数应为总圈数的20%-30%。实践证明:这种微调范围可达10%-15%。具有磁芯的线圈,可以通过调节磁芯在线圈管中的位置,实现线圈电感量的微 调。

   (4)使用线圈应注意保持原线圈的电感量

    线圈在使用中,不要随便改变线圈的形状。大小和线圈间的距离,否则会影响线圈原来的电感量。尤其是频率越高,即圈数越少的线圈。所以,目前在电视机中采用 的高频线圈,一般用高频蜡或其他介质材料进行密封固定。另外,应注意在维修中,不要随意改变或调整原线圈的位置,以免导致失谐故障。

   (5)可调线圈的安装应便于调整

    可调线圈应安装在机器的易于调节的位置,以便于调整线圈的电感量达到最佳的工作状态。

电感和磁珠的区别

  电感多用于电源滤波回路,磁珠多用于信号回路,用于emc对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理emc、emi问题。磁珠是用来吸收超高频信号,象一些rf电路,pll,振荡电路,含超高频存储器电路(ddr sdram,rambus等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在lc振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过错 50mhz。地的连接一般用电感,电源的连接也用电感,而对信号线则采用磁珠?
   
但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的目的啊?而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了,先必需明白emi的两个途径,即:辐射和传导,不同的途
径采用不同的抑制方法。前者用磁珠,后者用电感。对于扳子的
io部分,是不是基于emc的目的可以用电感将io部分和扳子的地进行隔离,比如将u的地和扳子的地用10uh的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平
面?电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。数字地和模拟地之间的磁珠用多
大,磁珠的大小(确切的说应该是磁珠的特性曲线),取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率,为什么磁珠的单位和电阻是一样的呢??都是欧姆!!磁珠就是阻高
频嘛,对直流电阻低,对高频电阻高,不就好理解了吗,比如1000r@100mhz就是说对100m频率的信号有1000欧姆的电阻,因为磁珠的单位是按
照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。磁珠的datasheet上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图。一般以100mhz为标准,比如
2012b601,就是指在100mhz的时候磁珠的impedance为600欧姆。

   
在很多产品中,交换机的两个地用电容连接起来,为什么不用电感? 我估计(以下全部估计,有错请指点)
   
如果用磁珠或者直接相连的话,
人体静电等意外电平会轻易进入交换机的地,这样交换机工作就不正常了。但如果它们之间断开,那么遭受雷击或者其他高压的时候,两个地之间的电火花引起起火……加电容则避免这种情况。对于加电容的解释我也觉得很勉强呵呵,请高手指教!

  
交换机的地,是通过两个地之间的之间的电容去消除谐波。就像高阻抗的变压器一样,他附加了一个消除谐波的通路!我自己认为!请指正!

   
铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下
应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小。在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路
的高频衰减器使用的。实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体
是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的。

线圈,磁珠

   
有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈,少于一匝(导线直通磁环)的线圈习惯称之为磁珠。用途由起所需电感量决定。

电感和磁珠的选型

       
在电子设备的 pcb 板电路中会大量使用感性元件和
emi滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。

       
表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值,载流能力以及其他类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。

片式电感

       
在需要使用片式电感的场合,要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。谐振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路等等。谐振电路还包括高q带通滤波器电路。 

       
要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容,这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中,电感必须具有高q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的

要求。

  

       
高q
电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。 

       
标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。

       
在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要参数是直流电阻(dcr),额定电流,和低 q
值。当作为滤波器使用时,希望宽带宽特性,因此,并不需要电感的高 q 特性。低的dcr 可以保证最小的电压降,dcr
定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。

片式磁珠

        
片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(pcb 电路)中的
rf噪声,rf能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频rf能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(emi)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演

高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30mhz
以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。 

 

      
片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。

使用片式磁珠的好处:

小型化和轻量化

 

在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。

 

闭合磁路结构,更好地消除信号的串绕。

 

极好的磁屏蔽结构。

 

降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。

 

显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除 rf能量)。

 

在高频放大电路中消除寄生振荡。

 

有效的工作在几个 mhz到几百 mhz的频率范围内。

 

要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:

不需要的信号的频率范围为多少。

 

噪声源是谁。

 

需要多大的噪声衰减。

 

环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度)。

 

电路和负载阻抗是多少。

 

是否有空间在 pcb 板上放置磁珠。

 

前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻,感抗和总阻抗。总阻抗通过
来描述。典型的阻抗曲线如下图所示: 

 

 通过这一曲线,选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。 

 

      
片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。

使用片式磁珠和片式电感的原因:

是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的
emi噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。

片式磁珠和片式电感的应用场合:

片式电感:

射频(rf)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,pdas(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等。

片式磁珠:

时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,i/o输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途电信,本地局域网),射频(rf)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(vcrs),电视系统和手提电话中的
emi噪声抑止。 

 

电感器的主要技术参数及识别:

除固定电感器和部分阻流圈为通用元件(只要规格相同,各种电子整机上均可使用)外,其余的均为电视机、收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一
种机型(代用除外),购买及使用时应以元件型号为主要依据,具体参数大都不需考虑,若需了解,可查相应产品手册或有关资料,这里不可能一一示例。下面谈谈
固定电感器及阻流圈的主要参数及识别。

1.电感量l

电感量l也称作自感系数,是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通(即通过某一面积的磁力线数)发生变化时,线圈中便会产生电势,这
是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势,电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中通过变化的电流时,线圈产生的磁通也要变化,磁通掠过线圈,
线圈两端便产生感应电势,这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的,犹如线圈具有惯性,这种电磁惯性的大小就用电感量l来表示。l的大小与线
圈匝数、尺寸和导磁材料均有关,采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯,可以较小的匝数得到较大的电感量。l的基本单位为h(亨),实际用得较多的单位为mh(毫
亨)和ixh(微亨),三者的换算关系如下:1h=103mh=106
μh。

2.感抗xl

感抗xl在电感元件参数表上一般查不到,但它与电感量、电感元件的分类品质因数q等参数密切相关,在分析电路中也经常需要用到,故这里专门作些介绍。前已
述及,由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化,故线圈对交流电有阻力作用,阻力大小就用感抗xl来表示。xl与线圈电感量l和交流电频率f成正
比,计算公式为:xl
(ω)=2лf(hz)l(h)。不难看出,线圈通过低频电流时xl小。通过直流电时xl为零,仅线圈的直流电阻起阻力作用,因电阻:—般很小,所以近似
短路。通过高频电流时xl大,若l也大,则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反,所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器,以
及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。

3.品质因数q

这是表示电感线圈品质的参数,亦称作q值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工作时,其感抗xl和等效损耗电阻之比即为q值,表达式如
下:q=2лl/r。由此可见,线圈的感抗越大,损耗电阻越小,其q值就越高。值得注意的是,损耗电阻在频率f较低时可视作基本上以线圈直流电阻为主;当
f较高时,因线圈骨架及浸渍物的介质损耗、铁芯及屏蔽罩损耗、导线高频趋肤效应损耗等影响较明显,r就应包括各种损耗在内的等效损耗电阻,不能仅计直流电
阻。

q的数值大都在几十至几百。q值越高,电路的损耗越小,效率越高,但q值提高到一定程度后便会受到种种因素限制,而且许多电路对线圈q值也没有很高的要求,所以具体决定q值应视电路要求而定。

4.直流电阻

即电感线圈自身的直流电阻,可用万用表或欧姆表直接测得。

5.额定电流

通常是指允许长时间通过电感元件的直流电流值。在选用电感元件时,若电路流过电流大于额定电流值,就需改用额定电流符合要求的其他型号电感器。

电感元件的识别十分容易。固定电感器一般都将电感量和型号直标在其表面,一看即知。有些电感器则只标注型号或电感量一种,还有一些电感元件只标注型号及商标等,如需知其他参数等,只有查阅产品手册或相关资料。

以上就是小编对于电感的分类及作用问题和相关问题的解答了,电感的分类及作用的问题希望对你有用!

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