电感基本知识学习

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1、电子元器件的基本知识电感电感元件的分类概述： 凡是能产生电感作用的原件统称为电感原件，常用的电感元件有固定电感器， 阻流 圈，电视机永行线性线圈，行，帧振荡线圈，偏转线圈，录音机上的磁头，延迟线等。1固定电感器：一般采用带引线的软磁工字磁芯，电感可做在10-22000uh之间，Q值控制 在 40 左右。2 阻流圈：他是具有一定电感得线圈，其用途是为了防止某些频率的高频电流通过，如整流 电路的滤波阻流圈，电视上的行阻流圈等。3 行线性线圈：用于和偏转线圈串联，调节行线性。由工字磁芯线圈和恒磁块组成，一般彩 电用直流电流1.5A电感116-194uh频率：2.52MHZ4行振荡线圈：由骨架，线圈，

2、调节杆，螺纹磁芯组成。一般电感为5mh调节量大于+-10mh.电感线圈的品质因数和固有电容(1) 电感量及精度线圈电感量的大小，主要决定于线圈的直径、匝数及有无铁芯等。电感线圈的用途不同，所 需的电感量也不同。例如，在高频电路中，线圈的电感量一般为0.1uH100Ho电感量的精度，即实际电感量与要求电感量间的误差，对它的要求视用途而定。对振荡线圈 要求较高，为o. 2-o. 5%。对耦合线圈和高频扼流圈要求较低，允许1015%。对于某些 要求电感量精度很高的场合，一般只能在绕制后用仪器测试，通过调节靠近边沿的线匝间距 离或线圈中的磁芯位置来实现o(2) 线圈的品质因数品质因数Q用来表示线圈损耗

3、的大小，高频线圈通常为50300。对调谐回路线圈的Q值 要求较高，用高Q值的线圈与电容组成的谐振电路有更好的谐振特性；用低Q值线圈与电 容组成的谐振电路，其谐振特性不明显。对耦合线圈，要求可低一些，对高频扼流圈和低频 扼流圈，则无要求。Q值的大小，影响回路的选择性、效率、滤波特性以及频率的稳定性。 一般均希望Q值大，但提高线圈的Q值并不是一件容易的事，因此应根据实际使用场合、 对线圈Q值提出适当的要求。线圈的品质因数为：Q=L/R式中：工作角频；L线圈的电感量；R线圈的总损耗电阻线圈的总损耗电阻，它是由直流电阻、高频电阻(由集肤效应和邻近 效应引起)介质损耗等所组成。为了提高线圈的品质因数Q，

4、可以采用镀银铜线，以减小高频电阻；用多股的绝缘线代替具 有同样总裁面的单股线，以减少集肤效应；采用介质损耗小的高频瓷为骨架，以减小介质损 耗。采用磁芯虽增加了磁芯损耗，但可以大大减小线圈匝数，从而减小导线直流电阻，对提 高线圈Q值有利。(3)固有电容 线圈绕组的匝与匝之间存在着分布电容，多层绕组层与层之间，也都存在着分布电容。这些 分布电容可以等效成一个与线圈并联的电容Co,如图示。此主题相关图片如下：这个电容的存在，使线圈的工作频率受到限制，Q值也下降。图示的等效电路，实际为一由 L、R、和Co组成的并联谐振电路，其谐振频率称为线圈的固有频率。为了保证线圈有效电 感量的稳定，使用电感线圈时，

5、都使其工作频率远低于线圈的固有频率。为了减小线圈的固 有电容，可以减少线圈骨架的直径，用细导线绕制线圈，或采用间绕法、蜂房式绕法。此主题相关图片如下：丘二 jt y a to(4)线圈的稳定性电感量相对于温度的稳定性，用电感的温度系数aL表示此主题相关图片如下：L =后2 1)(1代)式中：L2和L1分别是温度为t2和tl时的电感量。对于经过温度循环变化后，电感量不再能恢复到原来值的这种不可逆变化，用电感的不稳定 系数表示此主题相关图片如下：式中：L和L1,分别为原来和温度循环变化后的电感量。温度对电感量的影响，主要是因为导线受热膨胀，使线圈产生几何变形而引起的。减小这一 影响的方法可采用热法

6、(绕制时将导线加热，冷却后导线收缩，以保证导线紧紧贴合在骨 架上)温度增大时，线圈的固有电容和漏电损耗增加，也会降低线圈的稳定性。改进的方法 是，将线圈用防潮物质浸渍或用环氧树脂密封，浸渍后由于浸渍材料的介电常数比空气大 其线匝间的分布电容增大。同时，还引入介质损耗，影响Q值。(5)额定电流主要是对高频扼流团和大功率的谐振线圈电感器、变压器检测方法与经验1、色码电感器的的检测将万用表置于RX1挡，红、黑表笔各接色码电感器的任一引出端，此时指 针应向右摆动。根据测出的电阻值大小，可具体分下述三种情况进行鉴别：A、被测色码电感器电阻值为零，其内部有短路性故障。B、被测色码电感器直流电阻值的大小与绕

7、制电感器线圈所用的漆包线径、绕 制圈数有直接关系，只要能测出电阻值，则可认为被测色码电感器是正常的。2、中周变压器的检测A、将万用表拨至RX1挡，按照中周变压器的各绕组引脚排列规律，逐一检查 各绕组的通断情况，进而判断其是否正常。B、检测绝缘性能将万用表置于RXIOk挡，做如下几种状态测试：(1) 初级绕组与次级绕组之间的电阻值；(2) 初级绕组与外壳之间的电阻值；(3) 次级绕组与外壳之间的电阻值。上述测试结果分出现三种情况：(1) 阻值为无穷大：正常；(2) 阻值为零：有短路性故障；(3) 阻值小于无穷大，但大于零：有漏电性故障。3、电源变压器的检测A、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明

8、显异常现象。如线圈引线是否断 裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈 蚀，绕组线圈是否有外露等。B、绝缘性测试。用万用表RXIOk挡分别测量铁心与初级，初级与各次级、铁 心与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指 在无穷大位置不动。否则，说明变压器绝缘性能不良。C、 线圈通断的检测。将万用表置于RX1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为 无穷大，则说明此绕组有断路性故障。D、判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧 引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、 24V、35V等。再根

9、据这些标记进行识别。E、空载电流的检测。(a) 、直接测量法。将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡(500mA, 串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是 空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10%20%。一般常见电子设备 电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。如果超出太多，则说明变压器有短 路性故障。(b) 、 间接测量法。在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻，次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压 降U然后用欧姆定律算出空载电流I空，即I空=U/R。F、空载电压的检测。将电源变压器的初级接22

10、0V市电，用万用表交流电压接 依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值，允许误差范 围一般为：高压绕组W10%，低压绕组W5%，带中心抽头的两组对称绕组 的电压差应W2%。G、一般小功率电源变压器允许温升为40C50C，如果所用绝缘材料质量较 好，允许温升还可提高。H、检测判别各绕组的同名端。在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次 级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时， 参加串联的各绕组的同名端必须正确连接，不能搞错。否则，变压器不能正常工 作。I、电源变压器短路性故障的综合检测判别。电源变压器发生短路性故障后的主 要症状是发

11、热严重和次级绕组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多， 短路电流就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故 障的简单方法是测量空载电流(测试方法前面已经介绍)。存在短路故障的变压 器，其空载电流值将远大于满载电流的 10%。当短路严重时，变压器在空载加 电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁心会有烫手的感觉。此时不用测量 空载电流便可断定变压器有短路点存在。大功率片状绕线型电感 大功率片状绕线型电感器主要用于 DC/DC 变换器中，用作储能元件或大电流 LC 滤波元件(降低噪声电压输出)。它以方形或圆形工字型铁氧体为骨架，采用不同直径的漆包线绕制而成，如图所 示：老

12、式DC / DC变换器的工作频率仅几十kHz(如3050kHz)，如今新型DC/DC 变换器的频率高于200kHz，老式低频电感不适用了。在铁氧体底部沉积导电材 料，经烧结后形成焊接的电极。此主题相关图片如下：大功率片状绕线型电感器型号不统一，尺寸也不相同，这里仅介绍一种圆形工字 形铁氧体骨架构成的电感器，其尺寸、电感量范围及直流电阻范围如表所示：由 表可以看出，同一尺寸的骨架可以采用不向直径漆包线来绕制、绕的匝数不同， 故其电感量及直流电阻值是一个范围 电阻越小，线径越大尺寸也越大，这是个 矛盾。此主题相关图片如下：丄if.uJG- 1.740* e l-W0.01- .916JO.Q i

13、4.0 Z； 1W601 I , H3-W0概t电狙电总5JS J-513 , 10-2207.R 盯 I Z ID-4-7Q1047(标准的大功率电感量基数为 1 2.2 3.3 4.7 5.6 6.8 8.2。常用的电感量范围为 1330uH。有时需要在试验中调整电感量，以获得最佳数值。作为大功率片状电感器还有下列两个主要参数：最大电流及工作频率。电感线圈的使用 (1)磁场辐射的影响 电感线圈装在线路板上有立式与卧式两种方式，要注意其磁场的辐射对邻近器件 工作的影响。如卧式电感器的引线是从两端引出，装在线路板上多是横卧着，它 的线圈都绕在棒形的磁芯上，它工作时，磁力线在周围散发，见图(a)

14、。不仅有 效导磁系数低，而且其磁场辐射会影响邻近部件的工作，特别在高频工作时影响 更大。所图 (b) 示。此主题相关图片如下：漑芯H I 仙I舛电感线圈的磁场辐射 立式电感器无此缺点，其线圈都绕在“工”形或“王”形磁芯上，甚至绕在很薄 的“工”形的磁芯上，工作时磁力线很少散发有效导磁系数较高，磁场辐射小， 对邻近部件影响小。同时占空系数小，分布电容也小。如图(b)(2) 工作频率与磁芯材料的关系 由于电感器的基体是铁氧体磁芯，其工作频率自然要受磁芯材料工作频率的限 制，必须慎重选择。有关术语及定义1初始磁导率M i初始磁导率是磁性材料的磁导率(B/H)在磁化曲线事始端的极限值，即卩 i=1/p

15、 0 lim:HO B/H 式中为M 0真空磁导率(4n X10：7H/m)H为磁场强度(A/m) B磁通密度(T)2. 有效磁导率 M e： 在闭合磁路中，如果漏磁可忽略，可以用有效磁导率来表征磁芯的性能M e=L/M 0N2*Le/Ae式中L为装有磁芯的线圈的电感量(H)N 为线圈匝数Le为有效磁路长度(m)Ae为有效截面积(m2)3. 饱和磁通密度 Bs(T)：磁化到饱和状态的磁通密度。见图 1。4. 剩余磁通密度 Br(T) 从饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度。见图 1。5. 矫顽力 He(A/m) 从饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向磁场磁化，直至磁通密度减为零，此时 的磁场强称为矫顽力。见图 1 。6. 损耗因素tan6根据因数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和 tan6 二tan6 h+tan6 e+tan6 r式中tan6 h为磁滞损耗因数tan6 e为涡流损耗因数tan6 r为剩余损耗因数7. 相对损耗因数tan6 /u 相对损耗因数是损耗因数与磁导率之比： tan6 /ui (适用于材料)tan6 /ue (适用于磁路中含有气隙的磁芯)8. 品质因