[讨论] 认识电感器的重要作用与特性

    电感器俗称电感，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，换算方式为1H=1000mH=1000000uH。

 

 

电感的常见作用 

 

 

 

 

阻交通直

 

 

 

 

    对于直流电，电感是相当于短路的；而对于交流电，电感是对其有阻碍作用的，交流电的频率越高，电感对它的阻碍作用越大。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

变压器

 

 

 

 

    对我们来说最熟悉的电感应用莫过于变压器了，如下图所示为变压器的电路符号。假如左侧线圈匝数为100，右侧匝数为50，如果左侧接220V交流电，那么右侧感应出来的电压为110V，即“匝数比=电压比”而电流却会截然相反；如果左侧流进1A电流，那么右侧会流出2A的电流，即“匝数比=电流的反比”，因为电感只会对电压、电流进行变化，而不能对功率进行变化，如果电压和电流都为正比显然是不合情理的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RL低通滤波器

 

 

 

 

    所谓低通滤波器是：低频信号可以通过，而高频信号不能通过，电路原理图如下图。输入信号如果是直流电，那么电感相当于一根导线；现在是短路，信号会经过电感，直接输出，而不经过电阻。如果我们逐渐升高电流的频率，由于电感对交流电有阻碍作用，通过电感的信号会慢慢变小，直到达到某一个频率，当高于这个频率之后的电流再也无法通过，这时候就形成了低通滤波器，这个频率就叫做截止频率，公式为 f=R/(2πL)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RL高通滤波器

 

 

 

 

    高通滤波器的道理和低通的类似，只不过电阻和电感的位置变了，如下图。如果是直流电，会经过电感流回去，这时候如果改变频率，当频率逐渐升高，由于电感对交流电的阻碍作用，当频率达到截止频率时，高频信号不经过电感，而直接把我们需要的高频信号输出。截止频率的计算也是 f=R/(2πL)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    以上列举了一些常用的电感应用，当然电感的作用远远不止这些，以上讲的都是基础，应用的时候考虑的远比以上所说的要多。

 

 

 

 

十种电感的特性 

 

 

 

 

工字型电感

 

 

 

 

    它的前身是挠线式贴片电感，工字型电感是它们的改良，挡板有效加强储能能力，改变EMI方向和大小，亦可降低RDC。它可以说是讯号通讯电感跟POWER电感的一种妥协。

 

 

 

 

    贴片式的工字型电感主要用于几百kHz至一两MHz的较小型电源切换，如数字相机的LED升压、ADSL等较低频部份的讯号处理或POWER用途。它的Q值有20、30，做为讯号处理颇为适合。RDC比挠线式贴片电感低，作为POWER也是十分好用。当然，很大颗的工字型电感，那肯定是POWER用途了。

 

 

 

 

    工字型电感最大的缺点仍是开磁路，有EMI的问题；另外，噪音的问题比挠线式贴片电感大。

 

 

 

 

色环电感

 

 

 

 

    色环电感是最简单的棒形电感的加工，主要是用作讯号处理。本身跟棒形电感的特性没有很大的差别，只是多了一些固定物，和加上一些颜色方便分辨感值。因单价算是十分便宜，现时比较不注重体积，以及仍可用插件的电子产品，使用色环电感仍多。

 

 

 

 

空芯电感

 

 

 

 

    空心电感主要是讯号处理用途，用作共振、接收、发射等。空气可应用在甚高频的产品，故此很多变异要求不太高的产品仍在使用。因为空气不是固定线圈的最佳材料，故此在要求越来越严格的产品趋势上，发展有限。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

环形线圈电感

 

 

 

 

    环形线圈电感，是电感理论中很理想的形状。闭磁路，很少EMI的问题，充分利用磁路，容易计算，几乎理论上的好处，全归环形线圈电感。可是，有一个最大的缺点，就是不好挠线，制程多用人工处理。

 

 

 

 

    环形线圈电感最大量的，是用铁粉芯作材料跟树脂等混在一起，使得Air gap均匀分布在铁粉芯内部。

 

 

 

 

    铁粉芯环形线圈电感的优点是环形，但缺点亦是环形。我前面曾说，使用者最喜欢的形状是方形，故此在妥协下环形线圈电感并不是最具优势。

 

 

 

 

贴片迭层高频电感

 

 

 

 

    贴片迭层高频电感，其实就是空心电感。特性完全相同，不过因为容易固定，可以小型化。

 

 

 

 

    贴片迭层高频电感跟空心电感比较，因为空气不是好的固定物，但空气的相对导磁率是一，在高频很好用，因此找一些相对导磁率是一，又是很好的固定物，那不是很好。

 

 

 

 

贴片迭层高频电感跟贴片挠线式高频电感的比较，贴片迭层高频电感的Q值不够高是最大的缺点,。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

磁棒电感

 

 

 

 

    磁棒电感是空心电感的加强，电感值跟导磁率成正比，塞磁性材料进空心线圈，电感值、Q值等都会大为增加。好处，就自己想象了。如果想不通，或者不想思考，要早点改行喔。磁棒电感是最简单、最基本的电感；30年到100年前，电感有什么应用，它就有什么应用，特性亦是如此。

 

 

 

 

SMD贴片功率电感

 

 

 

 

    SMD贴片功率电感最主要是强调储能能力，以及LOSS要少。

 

 

 

 

穿心磁珠

 

 

 

 

    穿心磁珠，就是阻抗器啦，电感是低通组件，可让低频通过，阻挡高频。

 

 

 

 

贴片磁珠

 

 

 

 

    贴片磁珠就是穿心磁珠的下一代。

 

 

 

 

贴片高频变压器、插件高频变压器

 

 

 

 

    高频变压器嘛，一般用于开关电源。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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本帖最后由 可乐zzZ 于 2021-8-16 17:38 编辑

高频电感还是  锥形电感NB  在宽带方面   （带宽BW）表现尤为优秀

格式有点变化，感谢分享！

贴片迭层高频电感，其实就是空心电感。特性完全相同，不过因为容易固定，可以小型化。单个用阻交通直；双个用隔直通交。