电感器的设计与电感器技术指标
共模电感 参数
共模电感参数
共模电感参数对于电路设计和电磁兼容性至关重要。
共模电感是一种用于抑制共模干扰的元件，它能够有效地降低电路中的共模噪声，提高系统的抗干扰能力。
在设计共模电感参数时，需要考虑电感值、频率特性、尺寸、材料等因素，以确保其在电路中的有效性和稳定性。
共模电感的电感值是一个关键参数。
电感值的选择应根据具体的电路设计需求来确定。
一般来说，较大的电感值可以提供更好的共模抑制效果，但也会增加电路的成本和尺寸。
因此，在实际设计中需要权衡各方面的因素，选择适当的电感值。
共模电感的频率特性也是需要考虑的重要参数。
不同频率下，共模电感的阻抗特性会有所不同，因此需要根据工作频率来选择合适的共模电感。
一般来说，共模电感在高频下的阻抗应该较低，以确保其在高频环境下能够有效地抑制共模干扰。
共模电感的尺寸和材料也会影响其性能。
尺寸较大的共模电感通常具有较高的电感值和较低的电阻，但也会增加电路的体积和重量。
而选择合适的材料可以提高共模电感的工作稳定性和抗干扰能力，同时也可以降低电路的损耗和热量。
总的来说，共模电感参数的选择需要综合考虑电路设计需求、工作频率、成本和体积等因素。
合理选择共模电感的参数可以有效提高
系统的抗干扰能力，保障电路的稳定性和可靠性。
在实际应用中，设计人员应该根据具体情况进行调整和优化，以获得最佳的性能表现。
共模电感作为电磁兼容性设计中的重要元件，将继续发挥着重要的作用，帮助电路系统实现更好的抗干扰能力和稳定性。
电感应强度单位
电感应强度单位电感应强度是电感器件的一个重要性能指标，它反映了电感器件对外界磁场的敏感程度。
在电感器件中，电感应强度的大小直接影响着其工作性能和应用范围。
本文将从电感应强度的定义、影响因素、测量方法和应用等方面进行介绍。
一、电感应强度的定义电感应强度是指单位长度电感器件所感应到的磁场强度。
它通常用特定单位长度电感器件的感应电势来表示，单位为伏特/米（V/m）或毫伏/米（mV/m）。
电感应强度的大小与电感器件的结构和材料有关，不同结构和材料的电感器件具有不同的电感应强度。
二、影响电感应强度的因素1. 线圈结构：电感器件的线圈结构对电感应强度有重要影响。
线圈的匝数、长度、截面形状等参数都会影响电感器件的电感应强度。
通常情况下，线圈匝数越多、长度越长，电感应强度越大。
2. 线圈材料：电感器件的线圈材料也是影响电感应强度的重要因素。
不同材料的导磁性能不同，导磁性能好的材料可以增强电感器件的电感应强度。
常用的线圈材料有铁氧体、铁素体等。
3. 外界磁场：外界磁场对电感器件的电感应强度也有一定影响。
当外界磁场强度增大时，电感器件的电感应强度也会增大；反之，外界磁场强度减小时，电感应强度也会减小。
三、电感应强度的测量方法1. 磁通法：利用磁通与感应电势的关系，通过测量感应电势和电感器件的参数，计算得到电感应强度。
这种方法需要使用特定的测量仪器和设备，操作相对复杂，但结果准确可靠。
2. 感应电势法：利用电感器件感应电势与外界磁场强度的线性关系，通过测量感应电势来间接反映电感应强度。
这种方法简单易行，但需要保证测量过程中外界磁场的稳定性。
四、电感应强度的应用1. 电子设备：电感器件广泛应用于各种电子设备中，如电源变换器、滤波器、放大器等。
电感应强度的大小直接影响着这些电子设备的性能和效果。
2. 通信系统：在通信系统中，电感器件常用于信号传输和滤波等方面。
电感应强度的好坏直接影响着通信系统的传输质量和抗干扰能力。
3. 动力系统：电感器件在动力系统中有着广泛的应用，如电动机、变频器等。
电感技术指标
电感技术指标电感是电子电路中常用的一种被动元件，它能够在电路中储存能量，也可以过滤和调节电流。
电感的性能指标对于电子设备的性能和可靠性有着重要的影响。
下面将从电感的不同类别入手，介绍其主要的技术指标。
一、铁芯电感铁芯电感是一种常用的电感器件，它的磁路通过铁芯来传导磁能。
其中，铁芯的种类、形状和尺寸对电感器的性能有着重要的影响。
铁芯电感的主要技术指标包括：感值、电感容量、电感线圈的品质因数、铁芯的磁导率和饱和磁感应强度等。
其中，感值是指电感器的电感大小，通常用亨利（H）来表示。
电感容量是指电感器的电容大小，通常用皮法（pF）来表示。
品质因数是指电感器的损耗大小，通常用Q值来表示，Q值越大，电感器的性能越好。
铁芯的磁导率是指铁芯的磁导率大小，通常用H/m来表示。
饱和磁感应强度是指铁芯材料磁化饱和时的磁感应强度大小，通常用T来表示。
二、空心电感空心电感是一种特殊的电感器件，它的磁路是通过空气来传导磁能。
空心电感的主要技术指标包括：感值、电感容量、电感线圈的品质因数和线圈的自感等。
其中，感值和电感容量的定义与铁芯电感相同。
品质因数也是指电感器的损耗大小，通常用Q值来表示。
线圈的自感是指线圈自身的电感大小，通常用亨利（H）来表示。
三、多层电感多层电感是一种将多个电感线圈叠加在一起的电感器件，它的磁路是通过线圈自身和相邻线圈之间的磁场交互作用来传导磁能。
多层电感的主要技术指标包括：感值、电感容量、电感线圈的品质因数和线圈的自感等。
其中，感值和电感容量的定义与铁芯电感相同。
品质因数也是指电感器的损耗大小，通常用Q值来表示。
线圈的自感是指线圈自身的电感大小，通常用亨利（H）来表示。
四、电感的温度特性电感器的温度特性是指电感器在不同温度下的感值变化情况。
一般来说，电感器的感值随着温度的升高而降低，这是由于电感线圈的电阻随温度的升高而增加导致的。
因此，在设计电子电路时，需要考虑电感器在不同温度下的感值变化情况，以保证电路的稳定性和可靠性。
第10章电感设计
n 3.确定绕组匝数
n LImax 104 Bmax Ac
电力电子技术基础
第10章电感器的设计
4.确定导线尺寸
AW
KuWA n
(cm2 )
线径的选择应该满足以上不等式
作为选择的校对，绕组电阻的计算也是十分重要
的，即：
n(MLYT )
R
()
Aw
10.3 多绕组磁性器件设计
K g法还可扩展至多绕组磁性器件的设计，比如 变压器和耦合电感等 在以下场合适用本法：
n1
n2
nk
磁芯
窗口面积WA
每匝磁芯平均 长度( MLT)
导线电导率 ρ
填充因子 Kμ
磁芯结构
均方根 电流 I1
n1:n2
均方根 电流 I2
……
均方根 电流 Ik
:nk
多绕组变压器模型
问题：如何在绕组之间进 行窗口面积WA 的分配？
绕组嵌放关系
{ 绕组1分配 α1WA
{ 绕组2分配 α2WA
总窗口 面积WA
有磁路方程可得：
ni BAc Rg
令 I Imax , B Bmax，则有：
nI max
Bmax Ac Rg
Bmax
lg
0
这是第一个设计约束条件。此时，绕组匝数 n，磁芯
截面积 Ac 和气隙长度 lg 均未知。
限制条件2：电感值
由于电感值是给定的，可以将电感值表示为：
L n2 0 Acn2
B2 max
•
R
•
Ku
K g是一个铁芯几何常数，描述了磁芯的有效电气尺寸，在以下的指定
物理量中应用：
铜损；
最大电流
电感器的技术指标是如何影响磁芯的尺寸的：
电感基本知识(定义、分类、原理、性能参数、应用、磁芯等主要材料、检测)
一、电感器的定义。
1.1 电感的定义：电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。
用L表示，单位有亨利(H)、毫亨利(mH)、微亨利(uH)，1H=10^3mH=10^ 6uH。
滤波作用，因为开关电源利用的是PWM都是百K级的频率，而且是开关状态产生高次谐波干扰，高次谐波干扰对电网和电路都是污染，因此要滤掉，利用电感的通低频隔高频和电容的通高频隔低频滤掉高次谐波，因此要在开关电源中串入电感，并上电容，电感等效电阻Rl=2*PI*f*L，电容等效电阻Rc=1/(2 *PI*f*C),一般取电感10-50mH(前提是电感不能磁饱和),电容取0.047uF,0.1uF等，假设电感取10mH，电容取0.1uF,则对于1MHz的谐波干扰，电感Rl=2*3.14*1Meg*10mH=62.8Kohm,电容Rc=1/(2*3.14*1Meg *0.1uF)=1.59ohm。
显然，高频信号经过电感后会产生很大的压降，通过电容旁路到地，从而滤掉两方面的杂波，一个是来自电源电路，一个是来自电力网。
电感是利用电磁感应的原理进行工作的.当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用.对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做"自感";对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做"互感".电感线圈的电特性和电容器相反,"阻高频,通低频".也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它.电感线圈对直流电的电阻几乎为零.电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为"阻抗"电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感.电感线圈有时我们把它简称为"电感"或"线圈",用字母"L"表示.绕制电感线圈时,所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的"匝数".电感线圈的性能指标主要就是电感量的大小.另外,绕制电感线圈的导线一般来说总具有一定的电阻,通常这个电阻是很小的,可以忽略不记.但当在一些电路中流过的电流很大时线圈的这个很小的电阻就不能忽略了,因为很大的线圈会在这个线圈上消耗功率,引起线圈发热甚至烧坏,所以有些时候还要考虑线圈能承受的电功率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。
电感器的符号及类型
电感器的符号及类型符号（L）：电感器1．电感器电感器的图形如上面所示。
在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。
电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。
电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利(H)，常用毫亨(mH)为单位。
它经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。
另外，人们还利用电感的特性，制造了扼流圈、变压器、继电器等。
电感器的特性恰恰与电容的特性相反，它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。
电感器的技术指标主要包括：电感量L；品质因数Q值；自谐频率f ；直流电阻RDC；额定电流I等。
固定电感器主要用于电视机、摄像机、录像机、微处理机、微电机及其它电子设备和通讯设备中起谐振、耦合、延迟、滤波、陷波扼流抗干扰等作用。
小小的收音机上就有不少电感线圈，几乎都是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁芯上绕制而成的。
有天线线圈amp连接器,连接线,接线端子,接线端子排,s端子求购 /buy/ (它是用漆包线在磁棒上绕制而成的)、中频变压器(俗称中周)、输入输出变压器等等。
2．分类列述(1) 固定电感器LGB-X 、LGB-S型立式固定电感器，单层或多层绕线在铁氧体工型磁芯上，外包装分别采用硅橡胶套管和热缩套管。
可用于电视机和其他电子设备中起滤波和扼流作用。
(2) 工字形电感※特性：●储存高；●损耗小；●价格低。
※用途：●微波消除，RF滤波；●输出扼流；● EMI／RFI滤波；●广泛用于电脑、显示器；●彩电及各种电子设备等。
(3) 棒装线圈※特性：●输出电流大；●价格低；●结构坚实。
※用途：●微波消除；●输出扼流；● EMI／RFI滤波；●广泛用于各类电子电路和电子设备等。
(4)“尖波杀手”电感器※特性：●高效率；●低溫升；●很好的饱和特性；●抑制尖波能力强。
※用途：●开关电源的微波抑制；●电子电路中的二极管恢复特性补偿。
(5) 电流感測器※特性：●感应灵敏度高；●绝缘性能好。
电感CTE指标
电感CTE指标
CTE（coefficient of thermal expansion），即热膨胀系数。
是物体由于温度改变而有胀缩现象。
故电感CTE指标，即电感热膨胀系数指标。
额定电流，是指电感能通过的最大电流（稳态下的电流）。
电感的线圈具有电阻，通过电流会发热，温度升高到一定程度会导致电感工作异常。
所以，额定电流其实讲的是电感的温升，是对“相对温度”变化的限制。
当然，元器件都有一个工作温度范围的指标，电感也有，这是对“绝对温度”的限制。
譬如，一个电感的工作温度范围是最高155°C，环境温度是125°C，此时，在电感上通过额定电流，使得电感在环境温度的基础上再上升40°C，达到165°C。
但电感能达到165°C吗？可能不能，因为在155°C的情况下可能就已经坏了。
饱和电流，是指使得电感进入（磁）饱和状态下的电流，此时，电感的电感量会下降，而通过的电流会进一步急剧上升（电感量下降，电感应对电流变化的阻碍能力下降）。
通常情况下，饱和电流比额定电流要大一些，如Vishay Dale的IHLP-2020BZ系列680nH电感，它的额定电流是10A，饱和电流是15A，规格书上清晰的列出了温度和电感量随电流增大的变化过程。
电感器主要技术参数
电感器主要技术参数
电感器主要技术参数有电感量、额定工作电流、品质因数、分布电容等。
(1)电感量电感量是电感器的主要技术参数，电感量的标称单位是亨利，简称亨，常用英文H来表示，比亨小的单位有毫亨(mH)、微亨（uH），其换算关系是1H-1000mH-1000000uH电感量的大小与电感线圈的圈数有关，与电感线圈的直径有关。
电感线圈圈数越多、直径越大，电感量就越大。
(2)品质因数品质因数是电感器的一个重要参数，用英文字母Q来表示。
(3)额定工作电流是指电感器工作时允许通过的电流大小。
正常工作时，电感器中通过的电流一定要小于规定的额定工作电流，否则电感器会因过流发热而烧坏。
(4)分布电容分布电容是电感器的主要技术参数。
1。
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一种小型平面变压器/电感器的设计详细介绍
1.引言
随着电子信息技术的飞跃发展，各种电子设备已步入SMT(Surface mounting technology)时代，电子设备越来越要求轻、薄、小型化。
传统的功率型电子变压器、电感器虽然在电子管、分立式晶体管时代起过重要作用，而在今天模块化电子设备中，因体积过大而无法应用，如何研制出小型平面电子变压器、电感器是目前设计人员关注的热点。
本文阐述了采用多层印制板制造技术、数控机床加工技术、表面涂覆技术和利用高频低损耗铁氧体磁芯设计和制造了230kHz、达120W的小型平面变压器和20A、10μH的大电流滤波电感器。
2.电路形式和变压器、电感器的技术指标
图1为有源箝位/复位单端正激变换器的主电路。
该电路具有零电压转换功能，有利于提高效率和降低EMI/RFI。
新晨阳电感器
该电路由VQ2、VD2和Ccl组成箝位电路，为漏感L1及励磁电感Lm的储能转移提供一个低阻工作通路，VQ2导通后Ccl继续被充电，箝位电路电流以谐振方式减小。
因整流管VD1截止，L1与Lm呈串联连结，谐振频率由L1、 Lm及Ccl决定，故对变压器初级有一定的电感量要求。
另外，该电路VQ1截止后，变压器绕组电压极性反转，Ca被充电，充电过程中，磁化电流逐渐减小，通过适当选取参数，达到在磁化电流过零点前开通VQ2,为磁化电流改变方向提供了可能，磁化电流反向后，箝位电压Ucl反向加到变压器初级绕组，驱动变压器B-H工作区域延伸到第二象限和第三象限。
同时，Ccl电容储能泄放转移至L1及Lm储存。
VQ1导通后B-H工作点从第三象限开始，正常工作区域基本与B-H轴原点对称，在该对称区域表现为：B-H单向变化数值与传统单端正激变换器是一致的。
为维持输出正常调节，施加相同伏-秒积数到变压器，产生的铁芯损耗相对于单端正激变换器是一致的。
实际工作时，应选取最大工作磁通密度(Bm),变压器可工作于- Bm～+Bm，由此△B=2Bm,如图2。
新晨阳电感器工作曲线图。
电路中T1为我们需要设计的变压器，工作频率f=230KHz，输入电压Vin=230V，初级电感量Lm=117μH±10%，最大工作比0.45，输出电压Vo=5V，输出电流Io=20A，Lo为滤波电感，Lo=10μH，工作环境温度为-45℃～50℃，温升≤50℃，试验电压2KV，变压器、电感器高度≤12mm,长、宽均在40mm左右。
3.平面变压器、电感器磁芯及结构形式
3.1 磁芯
现阶段用于功率型开关变压器的磁性材料有：坡莫合金、非晶态合金、超微晶合金、铁氧体等多种材料。
选择铁氧体材料制作磁芯，出于对有效空间的充分利用，又必须选择芯柱较粗、窗宽较阔的磁芯，这样才有利于减少匝数和降低电流密度。
鉴于整体高度的限制，还需进行必要的加工。
3.2 绕组
传统的绕组将线圈绕在骨架上，并且导线都是圆形截面，加之工作于高频，导线流过高频交变电流时，其还受集肤效应穿透深度△的限制，计算公式为
式中△为穿透深度(mm)，ω为角频率，ω=2πf(rad)。
μ为导线磁导率(H/m)，γ为导线导电率(S/m)。
铜的相对磁导率等于1，即为真空磁导率，则
将此代入上式可简化为
式中 f=230KHz 则可用导线直径2△=0.275mm。
故一般在大电流情况下变压器绕组都采用多股线绕制，这都会使磁芯窗孔利用率大大降低。
我们决定小电流的初级绕组和辅助绕组分别用多层印制板和双面板制造，高达20A的次级绕组和滤波电感绕组采用具有矩形截面的折叠铜带制造，以使窗孔得到最有效地利用。
4. 变压器设计
4.1 由功率传递能力确定磁芯尺寸
变压器的功率传递能力取决于磁芯柱的面积与窗孔面积之乘积Ap值
新晨阳电感器
式中
Up1为变压器输入电压的最小幅值230V，△B为增量磁感应强度0.2T，α为最大工作比0.45，Sc为磁芯截面积1.74mm2。
将以上数据代入计算得
W1=12.93匝。
(2) 次级匝数计算
式中：Up2为次级绕组电压幅值,
，Uo为输出电压5V。
△U2为整流管压降及线路压降，取1.7V则, Up2=14.889V，W2=0.837匝。
将匝数调整为整数后
W1=15匝
W2=1匝
4.3 绕组电流
忽略激磁电流等，初、次级电流有效值按单向脉冲方波计算，
4.4 各绕组形式及温升
鉴于初级绕组电流有效值为0.895A,我们利用8层印制板制作，每层为7.5匝，上下各4层并联，然后各7.5匝串联形成15匝初次绕组，如图4。
初次绕组满负荷工作时损耗为1.07W。
次绕组电流有效值为13.42A，考虑到受集肤效应穿透率的限制,我们采用2片厚度为0.3mm铜带，经数控机床加工成如图5的形状。
次级绕组满负荷工作时损耗为0.709W。
辅助绕组和反馈绕组各1匝用双面板制造，形状如图6。
由于电流很小，损耗忽略不计。
根据资料，由工作频率、Bm值及工作温度计算出铁损为1.296W。
变压器装配后外形如图7，其散热面积s=42.88cm2 。
单位面积耗散功率
q=0.0524W/cm2 。
根据图8可查得其温升为42℃。
实测满负荷工作时的温升为34℃。
5.滤波电感设计
在滤波电感的设计中，我们采用PQ32型磁芯，磨制成我图9所示的形状和尺寸。
5.1确定滤波电感匝数W
式中 L为技术指标要求的电感量。
大气隙情况下的漏感占20%。
磁芯电感只需为0.8L。
Lg为气隙长度，考虑到电感要求良好的线性，故lg取1.8mm。
Ag为气隙处等效截面，Ag取1.2倍的磁芯截面，Ag=1.267mm2。
将以上数据代入，得
W=9.52 匝，取整为10匝。
5.2 确定绕组形式及温升计算
考虑到该电感电流达20A,仅纹波频率为230KHz,主要成分仍为直流电流，故采用厚度0.45mm，宽4.5mm的铜带做绕组。
经数控机床加工,折叠后的形状如图10,展开如图11。
经计算其绕组截面S=2.025mm2，绕组长度l=0.612m，绕组损耗Pm=2.7992W。
由于工作时△B极低，铁损忽略不计。
滤波电感装配后外形如图12。
根据外形尺寸计算散热面积S=27.04cm2，单位面积耗散功率q=0.10352W/cm2。
根据图8可查得其温升为65℃。
实测满负荷工作时的温升为48℃。
6.对变压器(滤波电感)装配在带有散热器的铝基板上温升可大大降低的分析
传统变压器因安装支架与底板接触面积不足整体面积的1%，且又未采取任何措施，故都没有将底板纳入帮助散热的范围。
而平面变压器与底板良好接触面积可达25%左右，这就大大改善了散热条件。
导热是指研究直接接触的物体各部分能量转移的方式和效果。
我们要讨论变压器装配在带有散热器的铝基板上所收到的效果。
这就必须知道以下条件：
变压器理论温升为42℃。
变压器满负荷工作数小时后，其与铝基板接触的底面实际温升为29℃。
与冷板接触的散热器表面温升为27℃。
按1仟瓦·小时(kw·h)=859.8仟卡(kcal)换算，变压器的总损耗2.051瓦·小时=1.763仟卡。
根据多层平壁稳定工况下导热工程计算所导出的热量Q:
式中：t1-t5为多层面壁温度差2℃。
Rr1...Rr4为多层平壁的总热阻(℃·h/ kcal)。
δ为各层平壁的厚度(m)。
导热胶0.0001，铜箔0.00015，介质0.00015，铝基板0.002。
λ为各层平壁的导热系数(kcal/(m·h·℃)。
导热胶0.194，铜箔330，介质0.26，铝基板204。
A为变压器底面与平壁接触的面积0.00104m2。
将以上数据代入，得
Q=0.3873(kcal)
即带有散热器的铝基板转移了变压器总损耗2.051W的21.96%，因而其实际温升降低20%左右也就在情理之中了。
以同样的方式可计算出带有散热器的铝基板对滤波电感的效果，这里就不再重复叙述了。
7.结束语
以上设计的变压器和滤波电感，已通过电性能测试、高低温循环试验、高低温储存试验，性能均符合要求。
通过该方案设计的变压器、滤波电感可得出以下结论：
以数控机床加工的折叠铜带，既满足高频受集肤效应穿透率的限制，又具有矩形
截面，加之铜带表面以漆做绝缘，大大提高了窗孔利用率。
折叠铜带绕组、多层印制板和双面板绕组与手工绕线方式相比，分布参数一致性好，便于电路调试。
用于工作频率高达200KHz以上的开关变压器、滤波电感，可设计成小型平面化，其高度可降低到集成电路和电容器等元件的同一量级，同样可组装到带有散热器的铝基板上。
借助于散热器，在同等耗散功率的条件下，可降低温升20%以上。
若大批量生产，根据需要重新设计磁芯，使其底面积加大，窗口更合理，变压器
和滤波电感的温升将进一步降低以及尺寸进一步减小。