电感的应用

一、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，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 本质上是一个线圈，有空心线圈也有实心线圈，实心线圈有铁芯或者其它材料制成的芯，电感的单位是“H”，简称“亨”。此外，更小的单位是mH，uH，他们的换算方式为1H=1000mH=1000000uH。 电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。

二、电感的三大应用：

功率电感： 功率电感通常用于 DCDC 电路中，通过积累并释放能量来保持连续的电流。电感值越大，纹波越小，但尺寸会变大；通常提高开关频率，可以使用小电感，但开关频率提高会增加系统损耗，降低效率。

为了提高可靠性，降额设计是必须的，通常会建议工作值应降额到不高于额定值的 80%。当然降额幅度过大会大幅提高成本，需要综合考虑。

去耦电感： 电源适配器去耦电感也叫Choke，教科书上通常翻译成扼流圈。去耦电感的作用是滤除线路上的干扰，属于EMC器件，EMC工程师主要用来解决产品的辐射发射(RE)和传导发射(CE)的测试问题。主要有差模电感和共模电感。

高频电感 ：是一种具有效率最高、速度最快，且低耗环保特点的电磁感应元件。

高频电感在射频电路中主要有以下几种作用：

1、匹配(Matching)：与电容一起组成匹配网络，消除器件与传输线之间的阻抗失配，减小反射和损耗；

2、滤波(Filter)：与电容一起组成 LC 滤波器，滤出一些不想要的频率成分；

3、隔离交流(Choke)：在 PA 等有源射频电路中，将射频信号与直流偏置和直流电源隔离；

4、谐振(Resonance)：与电容一起构成 LC 振荡电路，作为 VCO 的振荡源；

5、巴仑(Balun)：即平衡不平衡转换，与电容一起构成 LC 巴仑，实现单端射频信号与差分信号之间的转换。

三、电感的分类

按 电感形式 分类：固定电感、可变电感。

按导磁体性质分类：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。

四、电感线圈的主要特性参数

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 = ωL = 2πfL

其中XL是感抗 ；ω是角速度；L是线圈电感；f是频率

3、品质因素Q

品质因素Q是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，高频趋幅效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。

4、分布电容

线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底板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。

分享电感器的3个典型应用电路

LC滤波电路

如图6-8所示为LC滤波电路，该滤波电路是由电感做主要元件来构成的，这里电感量要比较大。C0和C2是滤波电容，C1是高频滤波电容。电容对直流电的阻碍作用是无穷大的，而电感对直流电的阻碍作用几乎为零，所以当电路中有直流电时，电流会顺着电感的方向输出当交流电通过时，电感会对交流电有很大的阻碍作用，然后流过电容接地。

LC谐振电路

如图6-9所示为收音机LC谐振电路，这是由电感器与电容器组成的谐振选频电路。可变电感器L与电容器C1组成调谐回路，通过调节电感即可改变谐振频率，从而达到选台的作用。

图6-8　LC滤波电路

图6-9　LC谐振电路

电感的串并联电路

1.串联

如图6-10所示，两个电感串联。电感的串联和电阻的串联形式是一样的，两只电感器首尾相连。电感串联后总的电感量是两个电感的电感量之和。

2.并联

如图6-11所示，两个电感并联。电感的并联和电阻的并联一样，电感并联之后总的电感量为两只电感量的倒数之和。

图6-10　电感器的串联

图6-11　电感器的并联

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