電感基本知識(shí)培訓(xùn)

1、電感基本知識(shí)培訓(xùn)電感基本知識(shí)培訓(xùn) 一一.電感的定義電感的定義、特性及應(yīng)用特性及應(yīng)用 1.什么是電感？什么是電感？ 2.Inductance 電感電感(電感值電感值); 3.標(biāo)準(zhǔn)的電感值公差表示標(biāo)準(zhǔn)的電感值公差表示; 4.電感的一般作用電感的一般作用; 5.電感測(cè)量注意事項(xiàng)電感測(cè)量注意事項(xiàng). 二二.材質(zhì)材質(zhì)(CORE)介紹介紹 三三.各類(lèi)電感簡(jiǎn)介各類(lèi)電感簡(jiǎn)介 四四.電感器常用語(yǔ)表電感器常用語(yǔ)表 一一 . 電感的定義及特性電感的定義及特性: 1. 什么是電感？什么是電感？ 在一導(dǎo)線(xiàn)中，流通電流，其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，利用其磁場(chǎng)，將能量?jī)?chǔ)存于內(nèi)部，該元器即為“電感”。 2、Inductance 電感電感(

2、電感值電感值) 一電路之特性,能抑制流經(jīng)之電流的改變,此電感值會(huì)受鐵芯材質(zhì)、鐵芯之形狀及尺寸、繞線(xiàn)的圈數(shù)及線(xiàn)圈的形狀所影響.電感的標(biāo)準(zhǔn)單位為亨利亨利(Henry),用字母H表示,電感的符號(hào)用L表示. 2.1.相關(guān)公式相關(guān)公式: L=ALN 說(shuō)明說(shuō)明: AL:電感系數(shù)(nH/N ) N : 繞線(xiàn)圈數(shù)(Ts) L: 電感(H) 2.2. 單位換算單位換算: 1H(Henry) =1000mH (Millihenry) =1000000uH (Microhenry) =1000000000nH (Nanohenry)223. 標(biāo)準(zhǔn)的電感值公差通常用字母來(lái)表示標(biāo)準(zhǔn)的電感值公差通常用字母來(lái)表示(如下如下

3、):4.電感的一般作用電感的一般作用: 扼流,匹配,儲(chǔ)能,變壓,濾波,諧振5. 電感測(cè)量注意事項(xiàng)電感測(cè)量注意事項(xiàng): 電感數(shù)值是衡量產(chǎn)品的重要的特性的電氣參數(shù),電感的測(cè)試條件應(yīng)和變壓器或電感器的工作條件相一致,由于變壓器鐵芯磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性,當(dāng)頻率、交流電壓、直流磁化電流變化時(shí),鐵芯的有效導(dǎo)磁率也隨著變化,從而引起電感的變化.測(cè)試電感時(shí)必須具備以下條件: a:測(cè)試頻率測(cè)試頻率; b:變壓器或電感器兩端交流電壓變壓器或電感器兩端交流電壓; c:直流磁化電流直流磁化電流(當(dāng)有進(jìn)直流磁化時(shí)當(dāng)有進(jìn)直流磁化時(shí)). 因測(cè)試的電阻的數(shù)值的大小不同,測(cè)試的方法分為兩種,當(dāng)產(chǎn)品的電阻數(shù)值大于1K時(shí)測(cè)試的方法采用并

4、聯(lián)測(cè)試,而產(chǎn)品的電阻小于1K采用串聯(lián)測(cè)試.字母公差字母公差F1%K10%G2%L15%H3%M20%J5%N30% M:有時(shí)也表示為Min. 二二. 材質(zhì)材質(zhì)(CORE)介紹介紹硬磁 (磁鐵: 已有極性N、S排列) 磁 性 鎳鋼 材 金屬合金 硅鋼 料 純鐵 (IRON)(Maganetic) 鋁鐵 軟磁 非晶質(zhì)材 錳鋅 (Mn-Zn) 鎳鋅 (Ni-Zn) 鐵氧磁體 (Ferrite) 鎂鋅 銅鋅 硅鋼、IRON 、錳鋅及鎳鋅為較普遍使用之磁性材料，以下各別說(shuō)明:硅鋼: 一般制成EE或EI片，其堆棧成型，大大減少渦流損失，且高磁通藕合效果情況下，目前均使用于交流(AC)變壓器上。 (AC 1

5、10V220V 降為24V、12V或9VAC)IRON: 為壓粉鐵芯，顧名思義為鐵粉，經(jīng)模鑄高壓力成型后(約10幾噸重力)，再以低溫(2000C)燒結(jié)定型，(以環(huán)形居多)由于本體導(dǎo)電，故最終仍需涂裝(Coating)絕緣，但其電氣特性、外觀、尺寸及涂裝顏色。其材質(zhì)以數(shù)字代碼且每種材質(zhì)涂裝顏色亦不同，故可輕易從外觀判別。較常使用的材質(zhì)為52材、26材、 18材及08材。 52材: 本體先涂裝綠色后，再單邊涂裝藍(lán)色 26材: 本體先涂裝黃色后，再單邊涂裝白色 18材: 本體先涂裝綠色后，再單邊涂裝紅色 08材: 本體先涂裝黃色后，再單邊涂裝紅色 由于IRON俱有高磁通飽合能力，可承受10A以上大電

6、流，隨著工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn),部分產(chǎn)品可以承受30A以上的電流,甚至更大。 承受電流能力為: 08材18材52材26材 價(jià)格為: 08材18材52材26材 目前市場(chǎng)壓粉鐵芯除IRON外，另有MPP等，其承受電流能力及溫度特性均較IRON佳。 但由于價(jià)格昂貴（價(jià)格: MPPIRON，兩者相差5倍左右。 ），除非在不得己情況下使用，否則一般均以IRON設(shè)計(jì)。 外觀顏色: MPP: 白色、藍(lán)色、灰色。 Mn-Zi，Ni-Zi: 錳鋅及鎳鋅CORE為目前電感器廣泛使用之鐵氧體。其制程為 粉末(赤紅)經(jīng)造粒，篩選后，模鑄成型，送至氮?dú)鉅t900 高溫?zé)Y(jié)定型，(錳鋅燒結(jié)溫度更高，且氮?dú)鉅t不同)，其最終

7、 顏色為黑色。 一般形狀以環(huán)形、工字形(DR型)、磁珠型及圓柱型居多。錳鋅由于會(huì)導(dǎo)電，故仍需以Epoxy(環(huán)氧樹(shù)脂)涂裝，防止因繞線(xiàn)刮傷 漆包線(xiàn)而與CORE導(dǎo)通，造成短路。 鎳鋅本身不會(huì)導(dǎo)電，所以不需要涂裝（有時(shí)為了不刮傷漆包線(xiàn)也會(huì)涂 裝），外觀即可判別(黑色)。 目前錳鋅涂裝顏色，并無(wú)一定標(biāo)準(zhǔn)，依照各廠商自行自訂，較常見(jiàn)為 綠色。另有一種最新涂裝方式 分子滾動(dòng)涂裝，其顏色為透明且厚度薄(涂裝)，一般使用于小型環(huán)狀錳鋅CORE上。i為導(dǎo)磁率，即導(dǎo)引磁力線(xiàn)束之能力或效率，不同材質(zhì)的CORE其i皆 不同。 錳鋅的導(dǎo)磁率最高(i=100020000)，其次為鎳鋅（i=201800），最低為IRON(

8、 i=200以下)。 CORE本身有一特性，即材質(zhì)導(dǎo)磁率(i)愈高，則工作頻率范圍(即頻寬)愈小。 錳鋅工作頻率在400KHZ(赫茲)以?xún)?nèi)，故一般以電源(頻率較低)噪聲處理，或變壓來(lái)使用，而鎳鋅則由于i較低，故可以使用于更高的頻率范圍，可達(dá)MHZ以上。 在工作電流大小而言(即耐流特性)，以IRON最高，錳鋅次之，而鎳鋅較低。 價(jià)格方面(同一尺寸、形狀下)錳鋅鎳鋅IRON 故在實(shí)際的應(yīng)用電路上，如何選擇適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)(即工作在CORE頻率范圍內(nèi)，最大工作電流不超過(guò)CORE額定，SIZE較小，價(jià)格便宜)，則相當(dāng)重要。 三三.各類(lèi)電感簡(jiǎn)介各類(lèi)電感簡(jiǎn)介1:工字型電感工字型電感擋板(邊)有效加強(qiáng)儲(chǔ)能能力,改

9、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電感的一種結(jié)合. 貼片式的工字型電感主要用于幾百kHz至一兩個(gè)MHz的較小型電源切換, 如數(shù)碼相機(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2050左右,做為訊號(hào)處理頗為適合. RDC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. 工字型電感最大的缺點(diǎn),仍是開(kāi)磁路,有EMI的問(wèn)題, 2:色環(huán)電感色環(huán)電感色環(huán)電感是最簡(jiǎn)單的棒(工字)形電感的加工,主要是用作訊號(hào)處理;本身跟棒(工字)形電感的特性沒(méi)有很大的差別,只是在本體表面用環(huán)氧樹(shù)脂涂裝,和加上一些顏色方

10、便分辨感值; 因單價(jià)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)電感仍然很多; 因?yàn)槭遣寮?而且太傳統(tǒng)了,被時(shí)代淘汰是時(shí)間早晚的事. 3:空芯電感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. 空氣可應(yīng)用在甚高頻的產(chǎn)品,故此很多要求不太高的產(chǎn)品仍在使用. 因?yàn)榭諝獠皇枪潭ň€(xiàn)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! 4:環(huán)形線(xiàn)圈電感環(huán)形線(xiàn)圈電感環(huán)形線(xiàn)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(xiàn)圈電感, 可是,有一個(gè)最大的缺點(diǎn),就是不好繞線(xiàn),制程多用人工處理. 但用機(jī)

11、器的話(huà),環(huán)形繞線(xiàn)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(xiàn)圈電感雖然是電感中很理想的形狀,但因?yàn)橹饕侨斯だ@線(xiàn), 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(xiàn)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(xiàn)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. 因此,鐵粉芯環(huán)形線(xiàn)圈電感,是power電感最常用的一種. IDC可以達(dá)到10多安培. 鐵粉芯環(huán)形線(xiàn)圈電感的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)形,但缺點(diǎn)亦是環(huán)形. 使用者最喜歡的形狀是方形,

12、因此, 環(huán)形線(xiàn)圈電感并不是最具優(yōu)勢(shì). 5：繞線(xiàn)片式陶瓷電感：繞線(xiàn)片式陶瓷電感 電感采用陶瓷材料制成，為繞線(xiàn)結(jié)構(gòu)，具有高Q值、高自諧頻率、高精度的特點(diǎn)。端頭鍍金（也有鍍錫），具有良好的焊接性能. 通訊設(shè)備的高頻線(xiàn)路,移動(dòng)電話(huà)（如GSM/CDMA/PDC等制式）,藍(lán)牙，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡都有使用6:貼片疊層高頻電感貼片疊層高頻電感貼片疊層高頻電感,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.貼片疊層高頻電感跟空心電感比較：因?yàn)榭諝獠皇呛玫墓潭ㄎ?但空氣的相對(duì)導(dǎo)磁率是一,在高頻很好用, 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,貼片疊層高頻電感的材質(zhì)就是石頭(石頭就是硅).

13、三氧化二鋁等等的材質(zhì),也是一樣的用意我們不單不希望貼片疊層高頻電感的材質(zhì)有特性,我們希望它完全沒(méi)有特性更佳.使得貼片疊層高頻電感特性完全像空心線(xiàn)圈,而且因?yàn)槟芄潭?所以變異很小很小,在制程上, 更可以盡量小型化. 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,貼片疊層高頻電感的使用量一定會(huì)越來(lái)越大,貼片疊層高頻電感跟貼片繞線(xiàn)式高頻電感的比較： 貼片疊層高頻電感的Q值不夠高,是最大的缺點(diǎn), 另外,因?yàn)楦哳l產(chǎn)品的變異要求十分嚴(yán)格,所以,材質(zhì)對(duì)溫度的

14、變化,也是臺(tái)灣和中國(guó)大陸生產(chǎn)的貼片疊層高頻電感,尚無(wú)法跟日系強(qiáng)烈對(duì)抗的重要原因!最后,因?yàn)楦兄禃?huì)越來(lái)越小,精準(zhǔn)度要求越來(lái)越高, 貼片疊層高頻電感會(huì)取代貼片繞線(xiàn)式高頻電感, ：塑封電感：塑封電感 電感采用鐵氧體材料制成，為繞線(xiàn)結(jié)構(gòu)，表面貼裝產(chǎn)品，具有優(yōu)良的焊接、低直流電阻和高額定電流的性能，適用于大電流線(xiàn)路。磁芯外封裝塑料殼，有較好的耐熱性和防震抗壓功能。 應(yīng)用于數(shù)碼照相機(jī)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、液晶顯示器、 汽車(chē)電子等小型化電子設(shè)備 :磁棒電感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, 裝磁性材料進(jìn)空心線(xiàn)圈,電感值,Q值等等都會(huì)大為增加. 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.:SMD貼片功率電感貼片功率電感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. 表面安裝型，具高飽和磁通密度，適用于大電流工作；編帶包裝，便于自動(dòng)貼片作業(yè)；機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性?xún)?yōu)良，能承受回流焊時(shí)的溫度變化與外力作用；具有小型化、高儲(chǔ)能、低阻值等特點(diǎn)，是運(yùn)用于PDA、DC/DC轉(zhuǎn)換器、筆記本電腦、耐大電流產(chǎn)品上的理想電感器。用途：廣泛用于汽車(chē)音響、衛(wèi)星接收機(jī)、錄影機(jī)、液晶電視、手提電話(huà)、筆記本電