電感器通常被稱(chēng)為電感,本質(zhì)上是一個(gè)線圈,有空心線圈也有實(shí)心線圈,實(shí)心線圈有鐵芯或其他材料制成的芯,電感單元是H,簡(jiǎn)稱(chēng)亨。此外,較小的單元是mH,uH,它們的轉(zhuǎn)換方法是1h=1000mH=1000000uH。
電感是指當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)交流電流時(shí),導(dǎo)線的外部和周?chē)a(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線的磁通量與產(chǎn)生這種磁通量的電流之比,當(dāng)電感通過(guò)DC電流時(shí),周?chē)挥泄潭ǖ拇帕€,永遠(yuǎn)不會(huì)隨著時(shí)間的推移而改變;然而,如果在線圈中通過(guò)交流電流,磁力線會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化。
常見(jiàn)作用
阻交通直
對(duì)于直流電,電感是相當(dāng)于短路的;而對(duì)于交流電,電感是對(duì)其有阻礙作用的,交流電的頻率越高,電感對(duì)它的阻礙作用越大。
變壓器
對(duì)我們來(lái)說(shuō)最熟悉的電感應(yīng)用莫過(guò)于變壓器了,假如左側(cè)線圈匝數(shù)為100,右側(cè)匝數(shù)為50,如果左側(cè)接220V交流電,那么右側(cè)感應(yīng)出來(lái)的電壓為110V,即“匝數(shù)比=電壓比”而電流卻會(huì)截然相反;如果左側(cè)流進(jìn)1A電流,那么右側(cè)會(huì)流出2A的電流,即“匝數(shù)比=電流的反比”,因?yàn)殡姼兄粫?huì)對(duì)電壓、電流進(jìn)行變化,而不能對(duì)功率進(jìn)行變化,如果電壓和電流都為正比顯然是不合情理的。
RL低通濾波器
所謂低通濾波器是:低頻信號(hào)可以通過(guò),而高頻信號(hào)不能通過(guò),輸入信號(hào)如果是直流電,那么電感相當(dāng)于一根導(dǎo)線;現(xiàn)在是短路,信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)電感,直接輸出,而不經(jīng)過(guò)電阻。如果我們逐漸升高電流的頻率,由于電感對(duì)交流電有阻礙作用,通過(guò)電感的信號(hào)會(huì)慢慢變小,直到達(dá)到某一個(gè)頻率,當(dāng)高于這個(gè)頻率之后的電流再也無(wú)法通過(guò),這時(shí)候就形成了低通濾波器,這個(gè)頻率就叫做截止頻率,公式為 f=R/(2πL)。
RL高通濾波器
高通濾波器的道理和低通的類(lèi)似,只不過(guò)電阻和電感的位置變了。如果是直流電,會(huì)經(jīng)過(guò)電感流回去,這時(shí)候如果改變頻率,當(dāng)頻率逐漸升高,由于電感對(duì)交流電的阻礙作用,當(dāng)頻率達(dá)到截止頻率時(shí),高頻信號(hào)不經(jīng)過(guò)電感,而直接把我們需要的高頻信號(hào)輸出。截止頻率的計(jì)算也是
f=R/(2πL)。
常見(jiàn)電感
工字型電感
它的前身是撓線式貼片電感,工字型電感是它們的改良,擋板有效加強(qiáng)儲(chǔ)能能力,改變EMI方向和大小,亦可降低RDC。它亦可說(shuō)是訊號(hào)通訊電感跟POWER電感的一種妥協(xié)。
貼片式的工字型電感主要用于幾百kHz至一兩MHz的較小型電源切換,如數(shù)字相機(jī)的LED升壓,ADSL…等等的較低頻部份的訊號(hào)處理或POWER用途,它的Q值有20、30,做為訊號(hào)處理頗為適合;
RDC比撓線式貼片電感低,作為POWER也是十分好用,當(dāng)然,很大顆的工字型電感,那肯定是POWER用途了。
工字型電感最大的缺點(diǎn),仍是開(kāi)磁路,有EMI的問(wèn)題,另外,噪音的問(wèn)題比撓線式貼片電感大。我個(gè)人認(rèn)為,工字型電感肯定不是最佳化的結(jié)構(gòu),改良空間仍是十分大!
色環(huán)電感
色環(huán)電感是最簡(jiǎn)單的棒形電感的加工,主要是用作訊號(hào)處理。本身跟棒形電感的特性沒(méi)有很大的差別,只是多了一些固的物和加上一些顏色方便分辨感值,因單價(jià)算是十分便宜,現(xiàn)時(shí)比較不注重體積,以及仍可用插件的電子產(chǎn)品,使用色環(huán)電感仍多。因?yàn)槭遣寮?,而且太傳統(tǒng)了,被時(shí)代淘汰是時(shí)間的早晚。
空芯電感
空心電感主要是訊號(hào)處理用途,用作共振、接收、發(fā)射….等等??諝饪蓱?yīng)用在甚高頻的產(chǎn)品,故此很多變異要求不太高的產(chǎn)品仍在使用,因?yàn)榭諝獠皇枪潭ň€圈的最佳材料。故此,在要求越來(lái)越嚴(yán)格的產(chǎn)品趨勢(shì)上發(fā)展有限!
環(huán)形線圈電感
環(huán)形線圈電感,是電感理論中很理想的形狀,閉磁路很少EMI的問(wèn)題。充分利用磁路,容易計(jì)算,幾乎理論上的好處全歸環(huán)形線圈電感。可是,有一個(gè)最大的缺點(diǎn)就是不好撓線,制程多用人工處理。
現(xiàn)在中國(guó)人多,女孩子眼明手細(xì)。不過(guò),誰(shuí)愿意讓年青活潑的女孩子浪費(fèi)青春!早晚請(qǐng)不到人!用機(jī)器的話,環(huán)形撓線的競(jìng)爭(zhēng)力仍有待做機(jī)械和電子控制的工程師來(lái)提升。環(huán)形線圈電感雖然是電感中很理想的形狀,但因?yàn)橹饕侨斯暇€,作為訊號(hào)處理,因?yàn)橐筝^高,所以比較少用,但很小很小的環(huán)形線圈電感,卻仍是用量十分大,主要是用在高頻、高感的通訊產(chǎn)品上。
環(huán)形線圈電感最大量的是用鐵粉芯作材料,跟樹(shù)脂等混在一起,使得Air gap均勻分布在鐵粉芯內(nèi)部,做電感的有一定的敏感度,當(dāng)我們看到Air gap二字,就知道是用在power上。故此,鐵粉芯環(huán)形線圈電感,是power電感最常用的一種,IDC可以達(dá)到20多安培。
我覺(jué)得環(huán)形線圈電感的改良空間是十分大的,不妨往這方向研發(fā)和思考。
鐵粉芯環(huán)形線圈電感的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)形,但缺點(diǎn)亦是環(huán)形,我前便曾說(shuō),使用者最喜歡的形狀是方形,故此,在妥協(xié)下環(huán)形線圈電感并不是最具優(yōu)勢(shì)。
貼片迭層高頻電感
貼片迭層高頻電感,其實(shí)就是空心電感特性完全相同,不過(guò)因?yàn)槿菀坠潭?,可以小型化?/span>
貼片迭層高頻電感跟空心電感比較, 因?yàn)榭諝獠皇呛玫墓潭ㄎ铮諝獾南鄬?duì)導(dǎo)磁率是一,在高頻很好用。故此,找一些相對(duì)導(dǎo)磁率是一,又是很好的固定物,那不是很好。
事實(shí),世間絕大部份的物質(zhì),對(duì)導(dǎo)磁率都是一,最便宜的就是石頭,貼片迭層高頻電感的材質(zhì)就是石頭,石頭就是硅啦!三氧化二鋁等等的材質(zhì),也是一樣的用意啦。
總之,貼片迭層高頻電感材質(zhì)的目的,是可以做成積層貼片,方便印刷線路,我們不單不希望貼片迭層高頻電感的材質(zhì)有特性,我們希望它完全沒(méi)有特性更佳,使得貼片迭層高頻電感特性完全像空心線圈。而且因?yàn)槟芄潭?,所以變異很小很小,在制程上,因?yàn)榈鼘又瞥?,更可以盡量小型化。Z=2*圓周率*頻率*電感值
,2和圓周率是常數(shù),不管它們,相同的阻抗,頻率越高,代表電感值可以越小, 現(xiàn)時(shí)通訊產(chǎn)品的頻率就是越來(lái)越高,這代表感值需求越來(lái)越小。
感值越小,代表我們可以做得更小顆,更不用高導(dǎo)磁率的磁性材料,用空氣、用石頭就可以了。所以,貼片迭層高頻電感的使用量一定會(huì)越來(lái)越多,這是人類(lèi)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
貼片迭層高頻電感跟貼片撓線式高頻電感的比較,貼片迭層高頻電感的Q值不夠高,是最大的缺點(diǎn),但我可以確定,現(xiàn)在市面上的貼片迭層高頻電感Q值,肯定不是這產(chǎn)品的極限。故此,改善的空間仍是十分寬廣。
貼片迭層高頻電感會(huì)取代貼片撓線式高頻電感,小編預(yù)測(cè),5年到10年后,貼片薄膜高頻電感也會(huì)取代貼片迭層高頻電感。研究和市場(chǎng)方向,要抓對(duì)??!
磁棒電感
磁棒電感是空心電感的加強(qiáng),電感值跟導(dǎo)磁率成正比,塞磁性材料進(jìn)空心線圈、電感值、Q值…等等都會(huì)大為增加。好處就自己想象了,如果想不通,或者不想思考,要早點(diǎn)改行喔!磁棒電感是最簡(jiǎn)單、最基本的電感,30年到100年前,電感有什么應(yīng)用,它就有什么應(yīng)用,特性亦是如是。
SMD貼片功率電感
SMD貼片功率電感最主要是強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能能力,以及LOSS要少。
穿心磁珠
穿心磁珠,就是阻抗器啦,電感是低通組件,可讓低頻通過(guò),阻擋高頻。
貼片磁珠
貼片磁珠就是穿心磁珠的下一代。
貼片高頻變壓器,插件高頻變壓器
高頻變壓器嘛,一般用于開(kāi)關(guān)電源。
以上就是有關(guān)一般常用的電感都有什么常見(jiàn)的作用的介紹,希望對(duì)您有益~