电子工艺 第03章-电感器.

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1、第3章 电感器 3.1 概 述 电感器又称为线圈或电感线圈， 它是由导线在绝缘骨架上（也有 不用骨架的）绕制而成。 3.1.1 电感器的分类 电感器种类较多，可按不同的分类方法进行 分类。 1按照形状分类 1按照形状分类 单层线圈的电感量通常较小，约在几个微亨至几十微亨左右。 电感值较大时，线圈的尺寸就会太大，给安装带来困难，单层 线圈通常适用于高频电路。 单层线圈的绕制又可分为密绕和间绕。 密绕是指导线一圈挨一圈的绕制，其特点是绕法简单，制作 容易，线圈体积较小，电感量一般大于15微亨，但它匝间电容较大， 使Q值和稳定性有所降低。 间绕是导线每匝间都相距一定的距离，分布电容较小，当采 用粗导

2、线时，可获得高Q（150400）和高稳定性，但电感量不能做 得很大。 1按照形状分类 多层线圈的电感量较大，通常大于300微亨。多层线圈 的缺点就在于固有电容较大，因为匝与匝、层与层之 间都存在分布电容。同时，线圈层与层之间的电压相 差较大，当线圈两端具有较高电压时，易发生跳火、 绝缘击穿等。 多层线圈的绕制可分为分层平绕、乱绕、分格平绕和 蜂房式绕制等多种形式。蜂房绕制是将被绕制的导线 以一定的偏转角（约1926左右）在骨架上缠绕，这 样可减小线圈的固有电容。 2按照工作特征分类 线圈可分为固定电感和可变电感两种。 固定电感是根据不同电感量的需求，将不同直 径的铜线绕在磁芯上，再用塑料壳封装

3、或用环氧树脂 包封而成。其特点是体积小，重量轻，结构牢固可靠 。 固定电感按照引线方式的不同，可分为双向引 出式和单向引出式两种，其电感量范围分别为： 双向：0.122000H 单向：133000H 电感量采用E数系列，其间隔按E12系列排列， Q值一般为4060，工作电流在501600A，温度系 数约30080010-6/。 2按照工作特征分类 可变电感是指其电感 量是可以改变的电感 线圈。当需要电感值 跳跃或改变时，一般 采用抽头式线圈。通 过连接抽头的位置不 同，使电感量发生变 化。 当需要电感值均匀改变时，可采用以下三种方法: 一种是在线圈中插入磁芯或铁芯 另一种是在线圈上安装一滑动的

4、触点。 第三种是将两个线圈串联，均匀改变两线圈之间的相对 位置，以达到互感量的变化，从而使线圈的总电感量随之变化 。 3按照功能分类： 电感器可分为振荡线圈、扼流圈、 耦合线圈、校正线圈、偏转线圈等。 4按照结构分类： 电感器可分为空心线圈、磁芯线圈、铁 芯线圈等。 3.1.2 电感线圈的型号命名方法 第四第四 部分部分 第三第三 部分部分 第二第二 部分部分 第一第一 部分部分 区别代号（用字母区别代号（用字母A A、B B等表示）等表示） 型号（型号（X X为小型）为小型） 特征（特征（GG为高频）为高频） 主称（主称（L L为线圈，为线圈，ZLZL为阻流圈）为阻流圈） 电感线圈的型号命名

5、没有统一的国家标准，各生产 厂家有所不同，但大多数的表示方法由四部分组成 。 3.1.3 电感线圈的标志方法 1直标法 直标法是在小型固定电感线圈的外壳上直接用文字符 号标出其电感量、允许偏差和最大直流工作电流等主 要参数。其中允许偏差常用、来表示，分别 代表允许偏差为5%、10%、20%，最大工作电流 常用字母A、B、C、D、E等标志。 1直标法 例如：固定电感线圈外壳上标有150H、A、的标 志，则表明线圈的电感量为150H，允许偏差为级 （10%），最大工作电流50mA（A档）。 2色标法 色标法是指在电感器的外壳上涂上四条不同颜色的环 ，来反映电感器的主要参数。 前两条色环表示电感器电

6、感量有效数字 第三条色环表示倍率（即10n）， 第四条色环表示允许偏差。数字与颜色的对应关系见表 ，单位为微亨（H）。 3.1.4 线圈的结构 线圈通常由骨架、绕组、屏蔽罩、磁芯等组成。根据 使用场合的不同，有的线圈没有磁芯或屏蔽罩，或两 者都没有，还有的连骨架也没有。 1骨架 骨架的作用是使线圈成型固定，并以此将线圈和铁芯绝 缘。这些材料的介质损耗和耐热特性都不相同，直接影响线圈 的质量和稳定性。在使用时，应根据要求仔细选取。 2绕组 大多数线圈的绕组是由绝缘导线在骨架上缠绕而成。 圈数的多少由电感量的大小决定，一般电感量越大， 线圈的圈数就越多。导线的直径由通过线圈的电流值 和线圈的Q值来

7、决定，通过电流大，要求Q值高，则导 线直径应选择的粗一些。当电感量较小，如小于几个 微亨时，绕组也常用不带绝缘的镀银铜线进行间绕， 以减小导体的表面电阻，提高线圈的性能。 3屏蔽罩 为了减小外界电磁场对线圈的影响和线圈产生 的电磁场与外电路的相互耦合，需要采用屏蔽 罩将线圈与外电路隔离。通常是将线圈放入一 个闭合的具有良好接地的金属罩内。 4磁芯 线圈装有磁芯后，其电感量增加，或者说，与 同样电感量的无磁芯线圈相比，带磁芯的线圈 圈数较少，这样可减小线圈的体积和分布电容 ，并提高线圈的Q值。有时为了调整线圈的电 感量，也可以通过调节磁芯在线圈中的位置来 实现。常用的磁芯有锰锌铁氧体和镍锌铁氧体

8、 等，并根据不同要求，可制成各种不同的形状 ，如磁棒、E型磁芯、螺纹磁芯、环形磁芯、 双孔磁芯等。 3.1.5 线圈的符号识别 目前，在电路中会出现各类 线圈的符号，它们代表不同 的电感线圈。 1空心线圈 一个半圆弧形象地代表了 线圈中一圈的导线，尽管线圈 的绕制方法有密绕、间绕和峰 房式多种，但电路中均用这种 符号表示。 2带铁氧体磁芯的线圈 这种线圈是在绕好的空心线 圈中插入铁氧体磁芯，图中虚线 表示铁氧体磁芯。由于增加了磁 芯，所以在相同电感量的情况下 ，体积比空心线圈小得多。 3可调磁芯线圈 铁氧体磁芯线圈中的磁芯放 进深度可以调整，多用于调谐回 路中。由于通过磁芯的调整，使 得谐振频

9、率发生改变。 4可调铜芯线圈 同可调磁芯线圈类似， 还有可调铜芯线圈，空心长 方形表示铜芯。 5铁芯线圈 这类线圈绕好后，在中 间插入硅钢片一类物质，线 圈旁边的粗黑线表示铁芯。 3.2 电感器的技术指标 3.2.1 电感量 在没有非线性导磁物质存在的条件下，一个载流线圈 的磁通与线圈中电流成正比，其比例常数称自感系数 ，简称电感，用L表示。 式中： L 为电感，单位亨利。 为自感磁通量，单位伏特秒 I 为电流强度，单位安培 1亨利是指电路在1秒钟内，电流平均变动为1安培时， 在电路内感应出1伏特自感电动势的电感量值 3.2.2 品质因数 品质因数是表示线圈质量的一个参数，它是指线圈在 某一频

10、率的交流电压工作时，线圈所呈现的感抗和线 圈的直流电阻之比，即： 式中： Q为线圈的品质因数 为工作角频率 R为线圈的等效总损耗电阻 L为线圈的电感量。 当和L一定时，品质因数仅与线圈的等效电 阻有关，电阻越大，Q值越小。在谐振回路中 ，线圈的Q值越高，回路的损耗就越小，效率 就越高，滤波性能就越好。但Q值的提高，要 受到一些因素的限制，如导线的直流电阻，线 圈骨架的介质损耗，屏蔽和铁芯引起的损耗以 及高频工作时的集肤效应等。一般不能做得很 高，通常为几十至一百，最高为四、五百。 3.2.3 固有电容和直流电阻 线圈的匝与匝之间、线圈与地之间、线圈与屏蔽盒之 间、多层绕组的层与层之间均存在分布

11、电容。一个实 际的电感器可等效为一个理想的电感器和等效直流电 阻的串联，与分布电容器（即固有电容器）的并联， 由于固有电容器C0和直流电阻的存在，增加了线圈的 等效总损耗电阻，降低了品质因数。因此，线圈的固 有电容越小越好。可通过减小线圈骨架的直径，采用 细导绕制或采用间绕法、蜂房式绕法等措施进行减小 。 C C0 0 L L R R 3.2.4 额定电流 电感线圈在正常工作时，允许通过的最 大电流称为额定电流，也称为线圈的标 称电流值。当工作电流大于额定电流时 ，线圈就会发热，甚至被烧坏。 3.2.5 稳定性 稳定性表示线圈参数随外界条件变化而 改变的程度，通常用电感温度系数和不 稳定系数两

12、个量来衡量，它们越大，表 示稳定性越差。 3.3 变压器 变压器也是一种电感器。它是由初级线 圈、次级线圈、铁芯或磁芯等组成，利 用两个电感线圈在靠近时产生的互感应 现象进行工作。在电子电路中常作为电 压变换器、阻抗变换器等。 3.3.1 变压器的分类 变压器种类繁多，可按不同方式进行分类。 1按导磁材料分类 变压器可分为硅钢片变压器、低频磁芯变压 器、高频磁芯变压器三种。 2按用途分类 变压器可分为电源变压器和隔离变压器、调 压器、输入/输出变压器、脉冲变压器四种。 3按工作频率分类 变压器可分为低频变压器、中频变压器和高频 变压器三大类。 低频变压器又可分为电源变压器、输入变压器 、输出变

13、压器、线间变压器、用户变压器和耦 合变压器等。 中频变压器又可分为收音机中频变压器、电视 机中频变压器等。 高频变压器又可分为天线线圈、天线阻抗变换 器和脉冲变压器等。 3.3.2 变压器的型号命名 （1）低频变压器的型号命名 电源变压器、音频输入变压器和音频输出 变压器的型号命名由三部分组成。 第一部分：主称，用字母表示， 第二部分：功率，用字母表示，单位W； 第三部分：序号，用字母表示。 第一第一 部分部分 第二第二 部分部分 第三第三 部分部分 序号（用数字表示）序号（用数字表示） 功能（用数字表示，单位为功能（用数字表示，单位为WW） 主称主称 （用字母表示）（用字母表示） 字母字母意

14、义意义字母字母意义意义 DBDB电源变压器电源变压器HBHB灯丝变压器灯丝变压器 CBCB音频输出变压器音频输出变压器SBSB或或ZBZB音频（定阻式）输送变压器音频（定阻式）输送变压器 RBRB音频输入变压器音频输入变压器SBSB或或EBEB音频（定压式或自耦式）输音频（定压式或自耦式）输 送变压器送变压器 GBGB高压变压器高压变压器 （2）调幅收音机中频变压器的型号命名 调幅收音机的中频变压器型号命名也由 三部分组成。 第一部分：主称，用几个字母的组合表 示名称、特征及用途 字字 母母名称、特征、用途名称、特征、用途字字 母母名称、特征、用途名称、特征、用途 I I 中频变压器中频变压器

15、 F F 调幅收音机用调幅收音机用 L L 线圈或振荡线圈线圈或振荡线圈 S S 短波段短波段 T T 磁性瓷芯式磁性瓷芯式 第二部分：外形尺寸，用数字表示， 第三部分：序号，用数字表示，。 数 字外形尺寸（ mmmmmm） 数 字外形尺寸（ mmmmmm） 177123121216 21010144202536 数 字意 义数 字意 义 1第一级中频变压器3第三级中频变压器 2第二级中频变压器 （3）电视机中频变压器的型号命名 电视机用的中频变压器的型号命名由四部分组 成： 第一部分：底座的尺寸，用数字表示； 第二部分：主称，用字母表示名称和用途； 字字 母母意意 义义字字 母母意意 义义

16、T T 中频变压器中频变压器 V V 图象回路图象回路 L L 线圈线圈 S S 伴音回路伴音回路 第三部分：结构，用数字表示， 第四部分：序号，用数字表示。 字 母意 义字 母意 义 2调磁帽式3调螺杆式 3.3.3 变压器的主要特征参数 1变压比 变压比又称变阻比，圈数比。它是指变压器的初级线 圈的电压（阻抗）与次级线圈的电压（阻抗）之比。 定义为： 式中：式中：n n为变压器的变压比为变压器的变压比 N N 1 1 为为变压器的初级线圈的圈数变压器的初级线圈的圈数 N N 2 2 为变压器的次级线圈的圈数为变压器的次级线圈的圈数 U U 1 1 为初级线圈两端接入的交流电压为初级线圈两端接入的交流电压 U U 2 2 次级