电感专题详解

电感专题详解

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At 2012.06.13

一．电感简述

电感（电感线圈）是用绝缘导线（如漆包线、纱包线或塑皮线等）在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，是电子电路中常用的元器件之一。它在电路中用字母“L”表示，单位为亨利（简称亨），用字母"H"表示，常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：1H=1000mH；1mH=1000μH。

电感的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

电感的计算公式：

串联：L = L1 + L2 + … + Ln

并联：1/L = 1/L1 + 1/L2 + … + 1/Ln

定义式：L = NΦ/i

决定式：一般用电感测试仪测试出来（欢迎补充）

二．电感之源

因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。这就是法拉第与1831年发现并提出的电磁感应定律。

当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。

我们把这种电流与线圈的相互作用关系称其为电的感抗，也就是电感。

这么说可能有些抽象，在网上找到一个举例相信能帮助大家理解：假定有一条人工渠，渠边有一个大大的水车，水车很繁重，需求较大流量的渠水才干推进它。首先，渠道中没有水的时分，水车是不会转动的。接下去工人开启闸门开端放水，在放水最开端的时分，水流会从小到大，那么水车是怎样样变化的呢? 水车会随着水的到来而快速旋转和水同步?显然不是，由于惯性和阻力的存在，水车会迟缓的开端转动，过一段时刻后才会和水流构成稳固的均衡。在水车“起步”，开端迟缓转动的进程，实践上也是水车在阻拦制止水流向前，抵抗水流变化的进程。在水流颠簸、水车转速也稳固后，水和水车构成一种调和共生的关系，就互不干预了。那么假如关掉闸门呢?关掉闸门后，水会逐步增加，流速也会下降。在水流流速下降的时分，水车并不能快速和水流树立新的均衡，它还会依据之前的速率持续旋转一段时刻，并带动水流在一定时刻内维持之前的速率，接着水车会随着水流速降低、水流增加而渐渐中止转动。恰是这种紧张电路中电流的变化幅度的特性，使得电感就像是电路中的一个“整理、梳理者”。

三．电感的种类

电感的体积大小可以分辨出能通过电流的大小。因为电感的使用环境千差万别，不可能用一种方式计

算出全部电感要求，特定环境特制的设计。小的电感只有芝麻大，大的电感有卡车大。

a)色码电感（又称为色环电感）：色环电感是最简单的棒形电感的加工，主要是用作讯号处理。

本身和棒形电感的特性没有很大的差别，只是多了一些固定物，和加上一些颜色方便分辨电感值，因单价十分便宜，现时比较不注重体积，以及仍可用插件的电子产品，使用色环电感仍很多。

Figure 1色环电感

b)插件电感（又称为工字型电感）：前身是挠线式贴片电感，工字型电感是它们的改良，挡板有

效加强储能能力，改变EMI（电磁干扰）方向和大小，亦可降低RDC（电感在直流电下的电阻）。

它亦可说是讯号通讯电感跟POWER电感的一种妥协。贴片式的工字型电感主要用于几百kHz 至一两MHz的较小型电源切换，如数字相机的LED升压，ADSL…等等的较低频部份的讯号处理或POWER用途。它的Q值有20，30，作为讯号处理颇为适合。RDC比挠线式贴片电感低，作为POWER也是十分好用。当然，很大颗的工字型电感，那肯定是POWER用途了。工字型电感最大的缺点，仍是开磁路，有EMI的问题，另外，噪音的问题比挠线式贴片电感大。

Figure 2插件电感

c)环形电感（又称为绕线电感）：

1．适用于电源供应电路。

2．表面粘着类型。

3．外观和尺寸符合EIA标准，不同尺寸规格可供选择。

4．良好的焊锡性及耐热性，适合于一般焊接及回焊。

应用：该产品被广泛用于微型电视、液晶电视、摄影机、便携式VRC、汽车音响、薄型收音机、电视调谐器、行动电话等。

Figure 3环形电感

d)贴片电感：有4种类型，即绕线型、叠层型、编织型和薄膜片式电感器。常用的是绕线式和叠

层式两种类型。前者是传统绕线电感器小型化的产物;后者则采用多层印刷技术和叠层生产工艺制作，体积比绕线型片式电感器还要小，是电感元件领域重点开发的产品。

1.绕线型

它的特点是电感量范围广(mH～H)，电感量精度高，损耗小(即Q大)，容许电流大、制作工艺继承性强、简单、成本低等，但不足之处是在进一步小型化方面受到限制。陶瓷为芯的绕线型片电感器在这样高的频率能够保持稳定的电感量和相当高的Q值，因而在高频回路中占据一席之地。

TDK的NL系列电感为绕线型，0.01~100uH，精度5%，高Q值，可以满足一般需求。

NLC型适用于电源电路，额定电流可达300mA;NLV型为高Q值，环保(再造塑料)，可与NL互换;NLFC 有磁屏，适用于电源线。

2.叠层型

它具有良好的磁屏蔽性、烧结密度高、机械强度好。不足之处是合格率低、成本高、电感量较小、Q值低。

它与绕线片式电感器相比有诸多优点：尺寸小，有利于电路的小型化，磁路封闭，不会干扰周围的元器件，也不会受临近元器件的干扰，有利于元器件的高密度安装;一体化结构，可靠性高;耐热性、可焊性好;形状规整，适合于自动化表面安装生产。

TDK的MLK型电感，尺寸小，可焊性好，有磁屏，采用高密度设计，单片式结构，可靠性高;MLG型的感值小，采用高频陶瓷，适用于高频电路;MLK型工作频率12GHz，高Q，低感值(1n~22nH)

3.薄膜片式

具有在微波频段保持高Q、高精度、高稳定性和小体积的特性。其内电极集中于同一层面，磁场分布集中，能确保装贴后的器件参数变化不大，在100MHz以上呈现良好的频率特性。

4.编织型

特点是在1MHz下的单位体积电感量比其它片式电感器大、体积小、容易安装在基片上。

用作功率处理的微型磁性元件。

特性

1．表面贴装高功率电感。

2．具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻之特性。

3．主要应用在电脑显示板卡，笔记本电脑，脉冲记忆程序设计，以及DC-DC转换器上。

4．可提供卷轴包装适用于表面自动贴装。

特点

1．平底表面适合表面贴装。

2．优异的端面强度良好之焊锡性。

3．具有较高Q值，低阻抗之特点。

4．低漏磁，低RDC，耐大电流之特点。

5．可提供编带包装，便于自动化装配

Figure 4贴片电感

e)磁珠：磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。

磁珠是用来吸收超高频信号，像一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDRSDRAM，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50MHZ。磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。

磁珠与电感的区别：电感是储能元件，而磁珠是能量转换（消耗）器件。电感多用于电源滤波回路，侧重于抑止传导性干扰；磁珠多用于信号回路，主要用于EMI方面。磁珠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，而电感是一种储能元件，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50MHz。

Figure 5磁珠

四．电感参数解读

a)电感器的主要技术指标：

（一）电感量

电感量也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。

电感器电感量的大小，主要取决于线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。

通常，线圈圈数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大；

磁心导磁率越大的线圈，电感量也越大。

电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母“H”表示。常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：

1H=1000mH

1mH=1000μH

（二）允许偏差

允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。

一般用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高，允许偏差为±0.2%~±0.5%；而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高；允许偏差为±10%~15%。

（三）品质因数

品质因数也称Q值或优值，是衡量电感器质量的主要参数。它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。

电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

（四）分布电容

分布电容是指线圈的匝与匝之间、线圈与磁心之间存在的电容。电感器的分布电容越小，其稳定性越好。

（五）额定电流

额定电流是指电感器有正常工作时反允许通过的最大电流值。若工作电流超过额定电流，则电感器

就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。

b)电感的标识方法（与电阻类似）：

i.直标法：

直标法是将电感器的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感器外壁上，电感量单位后

面用一个英文字母表示其允许偏差，各字母所代表的允许偏差见下表。例如：560uHK表

示标称电感量为560uH,允许偏差为土10％

ii.数码标示法

数码标示法是用三位数字来表示电感器电感量的标称值，该方法常见于贴片电感器上。在

三位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，第三位数字表示有效数字后面所加“0”

的个数(单位为uH)。如果电感量中有小数点，则用“R”表示，并占一位有效数字。电感

量单位后面用一个英文字母表示其允许偏差，各字母代表的允许偏差见表1。例如：标示

为“102J”的电感量为10×102=1000uH，允许偏差为土5％；标示为“183K”的电感

量为18mH，允许偏差为士10％。需要注意的是要将这种标示法与传统的方法区别开，如

标示为“470”或“47”的电感量为47uH，而不是470uH。

iii.文字符号法

文字符号法是将电感器的标称值和允许偏差值用数字和文字符号按——定的规律组合标

志在电感体上。采用这种标示方法的通常是一些小功率电感器其单位通常为nH或pH，用

N或R代表小数点。例如：4N7表示电感量为4．7nH，4R7则代表电感量为4．7uH;47N

表示电感量为47nH，6R8表示电感量为6．8uH。采用这种标示法的电感器通常后缀一

个英文字母表示允许偏差，各字母代表的允许偏差与直标法相同。

电感偏差标识符号：

iv.色标法（与电阻类似，不再赘述）

五．参考文献

[1] 百度、谷歌···

六．欢迎补充和指正

我的邮箱是itechbeats@https://www.360docs.net/doc/137004032.html,，欢迎邮件。