当导线通过交流电流时,电感在导线内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与产生该磁通的电流之比。
电感线圈也是一种储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可以用以下方式表示:
电感量只是与线圈数量、尺寸、形状和介质有关的参数。它是电感线圈惯性的量度,与外部电流无关。电感元件两端的电压随时与电流变化率成正比(通直电阻交叉)
由于电感上的电压有限,电感中的电流不跳变,是记忆元件(线性时不变)
理想电感 纯电感R=jwL电阻随频率的增加而增加
实际电感 R为材料损耗 C为寄生电容 Rdc为直流电阻
电感可分为固定电感和可变电感 ;按导磁体 ;
可分为空芯、铁氧体、铁芯、铜芯线圈;
可分为天线、振荡、扼流、陷波、偏转线圈;
可分为单层、多层、蜂房线圈。
铁芯和无铁芯有区别:在线圈中添加铁磁物质是为了增加同样大电流产生的磁链数百倍,但由于铁磁物质的导磁系数 随着电流I的变化,韦安特性曲线不再是原点的直线。当电流较大时,磁通量因饱和而变化缓慢,因此只能在特定的电流范围内使用线性非时变电感 类似模型。此外,铁芯线圈还存在磁滞现象(金属导磁率大于1,可显著增加磁线匝数)
电感功能:它有许多功能,如阻流、滤波、耦合、振荡、隔离、感应、偏转、电路补偿、能量转换传输、电压转换等。
- 蓄电元件的功能(dc/dc电路)
- 当向电感上加电压时,电感的电压不能突变储存能量(水库)
- 滤波器,光滑的波形。滤除衰减脉冲中所含的高频成分。
- 抑制交流成分,只使直流成分通过。
特性参数
- 电感量L:除特殊电感线圈(色码电感)外,电感量一般不在线圈上标注,而是以特定名称标注。
- 感抗XL:感应线圈对交流电流阻碍的大小的感应XL,单位是欧姆。它与电感L和交流频率F有关XL=2 πfL
- 品质因素Q:表示线圈质量的物理量。线圈Q值越高,电路损耗越小。使用磁芯线圈,多个粗线圈可以提高线圈Q值。
- Rdc铜损电阻,Rac磁芯损耗阻,Rd介质损耗
- 分布电容: 线圈的匝间、线圈与屏蔽间、线圈与底版间的电容称为分布式电容。减少干扰Q 。
- 允许误差:电感实际值与标称之差除以标称值的百分比。
- 标称电流:指线圈允许通过的电流大小,通常使用字母A、B、C、D、E标称电流值分别为50mA、150mA、300mA 、700mA 、1600mA 。
测量L值时 直流电流连续通过 L值会降低。
L电流减少30% 允许电流重叠直流。
如果电感继续通过直流电流,文都也会上升。
使温度上升40℃的电流 允许温升电流。
叠层电感
层压电感的磁束泄漏小于绕线电感,可防止噪声干扰,保持电源电路稳定。此外,磁束泄漏较少也会削弱电源电路和周围信号线的电磁耦合,抑制噪声引起的信号纯度的下降。
L=(Vin-Vout)×Vout/Irip×Vin×fsw Vin:输入电压[V]、 Vout:输出电压[V]、 Irip:纹形电流[ Ap-p]、 Fsw:转换频率[Hz]
当电感值较大时,输出电容的容量会变小, 当电感值变小时,输出电容的容量会变大,因此需要确定最合适的值。 纹形电流是输出电流的20% ~ 30%可作为判断标准。
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