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。 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DCTODC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DCTODC电路中电感的选择就非常重要了。如下图所示： 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。

电感的主要特性参数

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。 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的关系为感抗计算公式：XL=2πfL品质因素Q：表示线圈质量的一个物理量，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。 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。 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。 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，标称电流值为50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。 常用电感线圈 单层线圈：单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。 蜂房式线圈：如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周，导线来回弯折的次数，常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制，折点越多，分布电容越小铁氧体磁芯和铁粉芯线圈：线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯，可增加电感量和提高线圈的品质因素。 铜芯线圈：铜芯线圈在超短波范围应用较多，利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调整比较方便、耐用。 色码电感线圈：是一种高频电感线圈，它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成。它的工作频率为10KHz至200MHz，电感量一般在0.1uH到3300uH之间。色码电感器是具有固定电感量的电感器，其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。其单位为uH。 阻流圈（扼流圈）：限制交流电通过的线圈称阻流圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。 偏转线圈：偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载，偏转线圈要求：偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。