电感
电感一般分为空芯电感和磁芯电感两种。空芯电感的电感量是一个定值常数,应用简单。
大型磁芯电感在工业中应用的更多,电感量值的准确与否是关键性问题,无论从理论上还是实际应用中都有重大的意义。
通过公式L=μ×Ae*N2/ l·进行分析。L表示电感量、μ表示磁心的磁导率、Ae表示磁心的截面积、N表示线圈的匝数、lm表示磁心的磁路长度。由此可知,当某个电感生产成型后,Ae、N、lm 都为定值,那么影响电感出厂后量值的就只有磁导率μ了。
自感
当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(感生电动势)(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。
互感
两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
小型固定电感器通常是用漆包线在磁芯上直接绕制而成,主要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中,它有密封式和非密封式两种封装形式,两种形式又都有立式和卧式两种外形结构。
1、立式密封固定电感器 立式密封固定电感器采用同向型引脚,国产电感量范围为0.1~2200μH(直标在外壳上),额定工作电流为0.05~1.6A,误差范围为±5%~±10%,进口的电感量,电流量范围更大,误差则更小。进口有TDK系列色码电感器,其电感量用色点标在电感器表面。
2、卧式密封固定电感器 卧式密封固定电感器采用轴向型引脚,国产有LG1.LGA、LGX等系列。
LG1系列电感器的电感量范围为0.1~22000μH(直标在外壳上),额定工作电流为0.05~1.6A,误差范围为±5%~±10%。
LGA系列电感器采用超小型结构,外形与1/2W色环电阻器相似,其电感量范围为0.22~100μH(用色环标在外壳上),额定电流为0.09~0.4A。
LGX系列色码电感器也为小型封装结构,其电感量范围为0.1~10000μH,额定电流分为50mA、150mA、300mA和1.6A四种规格。
可调电感器
常用的可调电感器有半导体收音机用振荡线圈、电视机用行振荡线圈、行线性线圈、中频陷波线圈、音响用频率补偿线圈、阻波线圈等。
1、半导体收音机用振荡线圈:此振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路,用来产生一个输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩,内部由尼龙衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成,在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的尼龙架上,可以上下旋转动,通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量。电视机中频陷波线圈的内部结构与振荡线圈相似,只是磁帽可调磁心。
2、电视机用行振荡线圈:行振荡线圈用在早期的黑白电视机中,它与外围的阻容元件及行振荡晶体管等组成自激振荡电路(三点式振荡器或间歇振荡器、多谐振荡器),用来产生频率为15625HZ的的矩形脉冲电压信号。
该线圈的磁心中心有方孔,行同步调节旋钮直接插入方孔内,旋动行同步调节旋钮,即可改变磁心与线圈之间的相对距离,从而改变线圈的电感量,使行振荡频率保持为15625HZ,与自动频率控制电路(AFC)送入的行同步脉冲产生同步振荡。
3、行线性线圈:行线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈(其电感量随着电流的增大而减小),它一般串联在行偏转线圈回路中,利用其磁饱和特性来补偿图像的线性畸变。
行线性线圈是用漆包线在"工"字型铁氧体高频磁心或铁氧体磁棒上绕制而成,线圈的旁边装有可调节的永久磁铁。通过改变永久磁铁与线圈的相对位置来改变线圈电感量的大小,从而达到线性补偿的目的。
阻流电感器
阻流电感器是指在电路中用以阻塞交流电流通路的电感线圈,它分为高频阻流线圈和低频阻流线圈。
1、高频阻流线圈:高频阻流线圈也称高频扼流线圈,它用来阻止高频交流电流通过。
高频阻流线圈工作在高频电路中,多用采空心或铁氧体高频磁心,骨架用陶瓷材料或塑料制成,线圈采用蜂房式分段绕制或多层平绕分段绕制。
2、低频阻流线圈:低频阻流线圈也称低频扼流圈,它应用于电流电路、音频电路或场输出等电路,其作用是阻止低频交流电流通过。
通常,将用在音频电路中的低频阻流线圈称为音频阻流圈,将用在场输出电路中的低频阻流线圈称为场阻流圈,将用在电流滤波电路中的低频阻流线圈称为滤波阻流圈。
低频阻流圈一般采用“E”形硅钢片铁心(俗称矽钢片铁心)、坡莫合金铁心或铁淦氧磁心。为防止通过较大直流电流引起磁饱和,安装时在铁心中要留有适当空隙。
按结构分类
电感器按其结构的不同可分为线绕式电感器和非线绕式电感器(多层片状、印刷电感等),还可分为固定式电感器和可调式电感器。
按贴装方式分:有贴片式电感器,插件式电感器。同时对电感器有外部屏蔽的成为屏蔽电感器,线圈裸露的一般称为非屏蔽电感器。 固定式电感器又分为空心电子表感器、磁心电感器、铁心电感器等,根据其结构外形和引脚方式还可分为立式同向引脚电感器、卧式轴向引脚电感器、大中型电感器、小巧玲珑型电感器和片状电感器等。
可调式电感器又分为磁心可调电感器、铜心可调电感器、滑动接点可调电感器、串联互感可调电感器和多抽头可调电感器。
按工作频率分类
电感按工作频率可分为高频电感器、中频电感器和低频电感器。
空心电感器、磁心电感器和铜心电感器一般为中频或高频电感器,而铁心电感器多数为低频电感器。
按用途分类
电感器按用途可分为振荡电感器、校正电感器、显像管偏转电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离 电感器、被偿电感器等。
振荡电感器又分为电视机行振荡线圈、东西枕形校正线圈等。
显像管偏转电感器分为行偏转线圈和场偏转线圈。
阻流电感器(也称阻流圈)分为高频阻流圈、低频阻流圈、电子镇流器用阻流圈、电视机行频阻流圈和电视机场频阻流圈等。
滤波电感器分为电源(工频)滤波电感器和高频滤波电感器等。
最小值与最大值:
电感(L)的最小值由所需维持的最小负载电流的要求来决定。
流过电感L的电流分为连续和不连续两种工作情况。不管是哪种情况,只要是输入、输出电压保持不变,则电流波形的斜率也不会因为负载电流的减小而改变。
如果负载电流I逐渐减小,在电感L中的波动电流最小值刚好为零时,定义为临界电流Ioc则Ioc应等于电流峰一峰值的-半,即
Ioc=1/2△iL
当Io 单端正激式转换器的闭环控制电路如图所示。图中Cc为去磁复位绕组△的分布电容。连续状态的传递函数有两个极点;不连续状态的传递函数只有一个极点,如果想在状态转换过程中都能稳定地工作,就必须要进行小心细致的设计。 单端正激式转换器的闭环控制电路 L值的另一个限制因素将出现在应用于多组输出电压的情况。 因为控制环只与-个相关的输出端闭环,当此输出端电流低于临界值时,占空比将减少以保持此输出端的电压不变。对于其他的辅助输出端,假定其所带的是恒定负载,在上述占空比下降的情况下,其电压也下降。很明显这不是所希望的,因此在多组输出电压时,为了保持辅助输出电压不变,电感L的值应大于所需的最小值。也就是说,如果辅助电压要保持在一定的波动范围内时,则主输出的电感必须一直超过临界值,即一直在连续状态。 电感的最大值一般受效率、体积和造价的限制,带直流电流运行的大电感的造价是昂贵的。从J眭能上来看,电感L过大将使调节系统的反应速度减慢。因为过大的L在负载出现较大的瞬态变化时限制了输出电流的最大变化率。 电感作用 电感在电路中的作用: 电生磁、磁生电,两者相辅相成,总是随同显示。 当一根导线中拥有恒定电流流过时,总会在导线四周激起恒定的磁场。当把这根导线都弯曲成为螺旋线圈时,应用电磁感应定律,就能断定,螺旋线圈中发生了磁场。将这个螺旋线圈放在某个电流回路中,当这个回路中的直流电变化时(如从小到大或许相反),电感中的磁场也应该会发生变化,变化的磁场会带来变化的“新电流”,由电磁感应定律,这个“新电流”一定和原来的直流电方向相反,从而在短时刻内关于直流电的变化构成一定的抵抗力。只是,一旦变化完成,电流稳固上去,磁场也不再变化,便不再有任何障碍发生。 从上面的过程来看,电感器的核心作用是阻止电流的变化。比如电流由小到大过程中,电感器都存在一种“滞后”作用,它能在一定时间内抵御这种变化。从另一个角度来说,正因为电感器拥有储存一定能量的作用,因此它才能在变化来临时试图维持原状,但需要说明的是,当能量耗尽后,则只能随波逐流。 电感的“通直阻交”特性,让其在电路中能够发挥巨大的作用。在板卡中,电感多被用在储能、滤波、延迟和振荡等几个方面,是保障板卡稳定、安全运行的重要元件。 主要参数 电感的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。 电感量 电感量也称自感系数,是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。 电感器电感量的大小,主要取决于线圈的圈数(匝数)、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。通常,线圈圈数越多、绕制的线圈越密集,电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大;磁心导磁率越大的线圈,电感量也越大。 电感量的基本单位是亨利(简称亨),用字母“H”表示。常用的单位还有毫亨(mH)和微亨(μH),它们之间的关系是: 1H=1000mH 1mH=1000μH 折叠允许偏差 一般用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高,允许偏差为±0.2%~±0.5%;而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高;允许偏差为±10%~15%。 品质因数 品质因数也称Q值或优值,是衡量电感器质量的主要参数。 它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。 电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。 分布电容 分布电容是指线圈的匝与匝之间,线圈与磁心之间,线圈与地之间,线圈与金属之间都存在的电容。电感器的分布电容越小,其稳定性越好。分布电容能使等效耗能电阻变大,品质因数变大。减少分布电容常用丝包线或多股漆包线,有时也用蜂窝式绕线法等。 额定电流 额定电流是指电感器在允许的工作环境下能承受的最大电流值。若工作电流超过额定电流,则电感器就 会因发热而使性能参数发生改变,甚至还会因过流而烧毁。 计算公式 电感量按下式计算: 线圈公式: 阻抗(ohm)=2 * 3.14159 * F(工作频率)* 电感量(mH),设定需用360ohm 阻抗,因此: 电感量(mH)=阻抗(ohm)÷(2*3.14159)÷ F(工作频率)=360÷(2*3.14159)÷ 7.06=8.116mH 据此可以算出绕线圈数: 圈数=[电感量* { (18*圈直径(吋))+(40 * 圈长(吋))}] ÷ 圈直径(吋) 圈数=[8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D——线圈直径 N——线圈匝数 d——线径 H——线圈高度 W——线圈宽度 单位分别为毫米和mH。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量:l,单位:微亨 线圈直径:D,单位:cm 线圈匝数:N,单位:匝 线圈长度:L,单位:cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率:f0单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容:c单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定 谐振电感:l 单位:微亨 线圈电感的计算公式 1、针对环行CORE,有以下公式可利用:(IRON) L=N2.AL L= 电感值(H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) AL= 感应系数 H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A) l= 磁路长度(cm) l及AL值大小,可参照Micrometal对照表。例如:以T50-52材,线圈5圈半,其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋),经查表其AL值约为33nH L=33(5.5)2=998.25nH≒1μH 当流过10A电流时,其L值变化可由l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 (查表后) 即可了解L值下降程度(μi%) 2、介绍一个经验公式 L=(k*μ0*μs*N2*S)/l 其中 μ0 为真空磁导率=4π*10(-7)。(10的负七次方) μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率,空心线圈时μs=1 N2 为线圈圈数的平方 S 线圈的截面积,单位为平方米 l 线圈的长度, 单位为米 k 系数,取决于线圈的半径(R)与长度(l)的比值。 计算出的电感量的单位为亨利(H)。 电感单位 电感符号:L 电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH),换算关系为:1H=10^3mH=10^6μH=10^9nH。 换算:数值X10的n次方 如103 即为10X10的三次方nh 为10uh 除此外还有一般电感和精密电感之分 一般电感:误差值为20%,用M表示;误差值为10%,用K表示。 精密电感:误差值为5%,用J表示;误差值为1%,用F表示。 如:100M,即为10μH,误差20%。 折叠单位换算 电感单位换算: 1、电感单位为亨利,符号为“H” 2、电感换算:IH=1000mH=1000000uH=1000000000nH=1000000000000pH 3、误差值为±20%;其表示码为:M;误差值为±10%;其表示码为:K;误差值为±1%;其表示码为:F 4、换算规则如下: 数值(AB)×10m=电感值±误差值(10%);数值(AB)×10n=电感值±误差值(5%); 例如:103K=10*1000=10mH+/-10% 221k=22*10=220UH+/-10% 100M=10uH+/-20% 5.电感除符合以上之换算规则外,另有其它代码表示方法,而又因制造厂商的不同,其代码也不一样,对于这种电阻的换算,应根据厂商提供之代码对照表进行核对换算。更多信息联系杨焱13317130006。
允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。
电感是衡量线圈产生电磁感应勇的物理量,在电路中,当电流经过产生的磁场除以电流的大小,我们称这个量为电感。电感的定义:L=phi/i。实验证明,能过电路的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫自感系数,也叫电感。磁通量我们用&表示,电流用I表示,电感用L表示。电感器是线圈在磁场中活动是,所能感应到的电流的强度,单位是享利(H)
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