開關電源工程師必備電感知識

電感基礎知識

一、電感器的定義。

 1.1 電感的定義：電感是導線內(nèi)通過交流電流時，在導線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，導線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。

當電感中通過直流電流時，其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線，不隨時間而變化；可是當在線圈中通過交流電流時，其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應定律－磁生電來分析，變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應電勢，此感應電勢相當于一個“新電源適配器”。

當形成閉合回路時，此感應電勢就要產(chǎn)生感應電流。

由楞次定律知道感應電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線的變化的。

由于原來磁力線變化來源于外加交變電源適配器的變化，故從客觀效果看，電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性，在電學上取名為“自感應”，通常在拉開閘刀開關或接通閘刀開關的瞬間，會發(fā)生火花，這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應電勢所造成的。

總之，當電感線圈接到交流電源適配器上時，線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著，致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應。

這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢，稱為“自感電動勢”。

由此可見，電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關的一個參量，它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關。 1.2 電感線圈與變壓器電感線圈：導線中有電流時，其周圍即建立磁場。

通常我們把導線繞成線圈，以增強線圈內(nèi)部的磁場。

電感線圈就是據(jù)此把導線（漆包線、紗包或裸導線）一圈靠一圈（導線間彼此互相絕緣）地繞在絕緣管（絕緣體、鐵芯或磁芯）上制成的。

一般情況，電感線圈只有一個繞組。變壓器：電感線圈中流過變化的電流時，不但在自身兩端產(chǎn)生感應電壓，而且能使附近的線圈中產(chǎn)生感應電壓，這一現(xiàn)象叫互感。兩個彼此不連接但又靠近，相互間存在電磁感應的線圈一般叫變壓器。

電感符號：L 電感單位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)，1H=103mH=106uH。

電感量的標稱：直標式、色環(huán)標式、無標式電感方向性：無方向檢查電感好壞方法：用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。 1.4 電感的分類：按電感形式分類：固定電感、可變電感。按導磁體性質(zhì)分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

按工作性質(zhì) 分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。

按繞線結(jié)構(gòu) 分類：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。按工作頻率 分類：高頻線圈、低頻線圈。

按結(jié)構(gòu)特點 分類：磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。二、電感的作用基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等形象說法：“通直流，阻交流” 細化解說：在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等；變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

由感抗XL=2πf L知,電感L越大，頻率f越高，感抗就越大。

該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比，還與電流變化速度△i/△t成正比電感線圈也是一個儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2。

 可見，線圈電感量越大，流過越大，儲存的電能也就越多。電感在電路常見的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。

我們已經(jīng)知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領，而電感則有“通直流，阻交流”的功能。

如果把伴有許多干擾信號的直流電通過LC濾波電路（如圖），那么，交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉；變得比較純凈的直流電流通過電感時，其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能，頻率較高的容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。

而且附近一般有幾個高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的 LC濾波電路。

另外，線路板還大量采用“蛇行線＋貼片鉭電容”來組成LC電路，因為蛇行線在電路板上來回折行，也可以看作一個小電感。

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