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1、,Prepared: Grace JiangDate:2011/09/07,电感元件培训教材,目录,电感的定义电感的符号与单位电感的组成电感的分类电感的主要特性参数电感在电路中主要作用电感的检测EMI滤波电感,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，导线的磁通量与产生此磁通的电流之比。 =L*iL= /i=N /i,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。,电感的组成,电感器的结构与特点: 电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。1骨架泛指绕制线圈的支架。 2绕组是指
2、具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。 3磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体（NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。 4磁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为“E”型。 5屏蔽罩为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如半导体收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。 6封装材料 有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。,电感的分类,按电感形式分类：固定电感、可变电感。按导
3、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。,电感的主要特性参数,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.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=2fL 3.品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物
4、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。,电感的主要特性参数,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。 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。 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
5、，标称电流值为50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。,电感在电路中主要作用,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=2fL 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： =L i/t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 L
6、i2 。可见，线圈电感量越大，流过越大，储存的电能也就 越多。电感是储能载体。当能量存储和释放时，都需要时间，表现对电流变化起阻 挡作用。储能时，电流与感应电势方向相反；放能时，电流和感应电势方向相同 。只有磁场（电流）发生变化时，才发生阻碍（感应电势）作用。所以电感对流 过的电流有平滑作用。,电感的检测,电感器的检测检测电感器时首先应进行外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断、生锈现象。然后用万用表的欧姆挡测线圈的直流电阻。若为无穷大，则说明线圈（或与引出线间）有断路；若比正常值小很多，则说明有局部短路；若为0，则线圈完全短路。对于有金属屏蔽罩的还需要检查它的线圈与屏蔽罩间是否短路。采用具有
7、电感挡的数字万用表来检测电感器是很方便的，将数安万用表量程开关拨至合适电感挡，然后将它的两个引脚与表笔相连即可从显示屏上显示出该电感器的电感量。 电感器的选用有应用电感器时，要根据电路的要求选择不同的电感器。首先应明确其使用的频率范围，铁芯线圈只能用于低频，铁氧体线圈、空心线圈可用于高频；其次要搞清线圈的电感量和适用的电压范围。另外在使用电感器时要注意，通过电感器的工作电流要小于它的允许电流；否则，电感器将发热，使其性能变坏甚至烧坏。在安装电感器时，要注意电感组件之间的相互位置。,EMI滤波电感,正常工作的开关电源会产生有害的高频噪声，它能影响连接到相同电源线上的电子设备，用一个EMI滤波器能
8、消除这类干扰，如下图所示：其中元件包含了共模电感LC，差模电感LD，X电容（CX1，CX2），Y电容（CY）,EMI滤波电感,1.共模电感共模电感是将两组线圈依下图绕线方式绕在一个铁芯上，这种铁芯一般是采用高值的Ferrite core，由于值较高，故电感值较高，典型值是数mH到数十mH之间。此种绕线方式会使差模电流相互抵消，故对差模而言不具有电感效果，也不易使铁芯饱和。反之对共模电流而言，其所产生的磁通会加倍，所以具有电感效果。一般而言，耦合电感均有漏感，因此，绕组对差模电流所产生的磁通无法完全抵消，这对差模杂讯的衰减将会有所效用。另一方面对共模电流而言，因为磁通无法完全加倍，这将使得共模电
9、感值降低。,EMI滤波电感,共模电感的漏感量测方式如下图，将两绕组其中一端连接，由另一端量测电感值，此量测到的感值即是共模电感的漏感量，可表示成2（LC-M），其中M表示两绕组之间的互感。在滤波器中共模电感的两个绕组是并联的，理想上，上下两线圈所产生磁通量是图的两倍，由于电感的定义是L= /I,故上下两线圈的个别感值是图的两倍，不过两者又是并联组态，并联后的感值将和图六相同，故等效的共模电感是LC而不是LC/2,EMI滤波电感,2.差模电感差模电感必须流过交流电源电流，一般是采用值交底的铁粉芯（Iron powder core），由于值较低所以感值较低，典型值是数十uH到数百uH之间。差模是一
10、个绕组 单独接在零线和火线上的滤波电感器只能滤除差模干扰. 差模干扰就是线与线之间的干扰，如电源相线与中线之间的干扰。对三相电路而言，相线与相线之间的干扰也是差模干扰。,EMI滤波电感,3.共模电感和差模电感的区别应用上有比较明显的差别,如共模一般是双向双线的电感，而差模一般 是单向电感。简单的说就是 共模是两个绕组分别接在零线和火线上,两个绕组同进 同出,滤除的是共模信号 ，差模是一个绕组 单独接在零线和火线上的滤 波电感器只能滤除差模干扰. 共模信号: 分别在零线和火线上的两个完全相同的信号 他们都通耦合 和地形成回路. 差模信号是和有用信号同样的回路 共模滤波需要的阻抗(对共模信号的阻抗)越大,插损越大,滤波效果越好 阻抗的大小由两部分组成,一部分是电感量,一部分是磁心损耗,在低频部分主 要是电感量在起作用,因此电感量越大(在共模信号的频率上)越好,
