03.02 了解电感及其应用

电感,又称电感线圈,是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,是电子电路中常用的元器件之一。电感是用漆包线、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,用字母“L”表示,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。

电感量用亨利表示,单位为H,1H=1000mH=1000000uH。其符号为

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电感的封装类型多种多样,现在的电感封装大体可以分为绕线共模电感,贴片电感,一体成型电感,工字电感,其各有作用。


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共模电感


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绕线电感


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一体成型电感


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贴片电感

对于共模电感,其主要作用就是滤除共模信号,防止共模干扰,在电源电路中经常可以看到,其目的也是为了能够通过EMC。而绕线电感、一体成型电感、贴片电感这类在DC TO DC电路中用的比较多,他的作用是储存能量,同时对电源的输出电压纹波有着很大影响,因此在DC TO DC电路中电感的选择就非常重要了。如下图所示:

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在电源电路中,电感的选择包括电感量,饱和电流,封装,需要根据电路的纹波,电流,工作频率来选择,一般电感量可由L=Vout *[ (1-D)/I*r*f ],其中:Vout为输出电压,D为占空比,I为输出电流,r为纹波率,f为工作频率;纹波率一般为0.3,占空比D=Vout/Vin;由此可以计算出电感量。

对于电感电流的选择,则需要进行应力降额,也就是对其额定功率进行计算,通常电感选择电流为1.2*I,其原因就是电感电流波形的峰值比平均値高出大约20%,同时电感电流选择大一点电感不容易进入饱和状态(进入饱和状态后,电感相当于导线短路);另外电感电流选择过小在工作过程中会发出“啸叫”声,这是电感不正常工作造成的,因此根据经验,电感的电流选择1.2倍~2倍即可,这样电感的发热量也不会太大,不容易失效。

当电感量及其电流选择完毕后,基本上电感的封装也就可以确定了,剩余的无非是从价格,高度限制等来选择合适的封装。

另外电源电路的电感量也可以由电源芯片的数据手册得到,在实际应用中,则需要根据具体的电源芯片来计算得到合适的电感参数。


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