电感整理

电感的作用
   基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等
   形象说法：“通直流，阻交流”
   细化解说：在电子线路中，电感线圈对交流有限流作用，它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。
   由感抗XL=2πfL 知,电感L越大，频率f越高，感抗就越大。该电感器两端电压的大小与电感L成正比，还与电流变化速度△i/△t   成正比，这关系也可用下式表示：电感的分类及作用 - guangfengji2007 - guangfengji2007的博客
   电感线圈也是一个储能元件，它以磁的形式储存电能，储存的电能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2 。
   可见，线圈电感量越大，流过越大，储存的电能也就越多。
   电感在电路最常见的作用就是与电容一起，组成LC滤波电路。我们已经知道，电容具有“阻直流，通交流”的本领，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路（如图），那么，交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉；变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高的最容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。

电感的主要性能指标有：电感量与允许偏差、温度系数、直流电阻、Q值因数、额定电流、分布电容、封装等。

1．电感量L 
电感量L也称作自感系数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。感应电流总是阻碍磁通量的变化，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。L的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关，采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯，可以较小的匝数得到较大的电感量。

2．感抗XL 
感抗XL在电感元件参数表上一般查不到，但它与电感量、电感元件有关，计算公式为：XL (Ω)=2лf(Hz)L(H)。不难看出，线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零，仅线圈的直流电阻起阻力作用，因电阻：—般很小，所以近似短路。通过高频电流时XL大，若L也大，则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反，所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器，以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。

3

．品质因数

Q 

品质因数表示电感线圈品质的参数，亦称作

Q

值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工

作时，其感抗

X

L

和等效损耗电阻之比即为

Q

值，表达式如下：

Q=2лfL/R

。由此可见，线

圈的感抗越大，损耗电阻越小，其

Q

值就越高。

Q

的数值大都在几十至几百，

Q

值越高，

电路的损耗越小，效率越高。

3．品质因数Q 
品质因数表示电感线圈品质的参数，亦称作Q值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗XL和等效损耗电阻之比即为Q值，表达式如下：Q=2лfL/R。由此可见，线圈的感抗越大，损耗电阻越小，其Q值就越高。Q的数值大都在几十至几百，Q值越高，电路的损耗越小，效率越高。

4．直流电阻（DCR） 
即电感线圈自身的直流电阻，可用万用表或欧姆表直接测得。

5．额定电流（Rated Current） 
通常是指允许长时间通过电感元件的直流电流值。在选用电感元件时，若电路流过电流大于额定电流值，就需改用额定电流符合要求的其他型号电感器。

6．分布电容
线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。

电感分类

1、按结构分类：线绕式电感器和非线绕式电感器 

按绕线结构 分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
2、按电感值分类：固定式电感器和可调式电感器。
3、按贴装方式分：有贴片式电感器，插件式电感器。

4、按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

5、按工作频率分类：高频电感器、中频电感器、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。

6、按用途分类：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。

铁氧体电感和高频电感主要区别如下：

（1） 应用范围不同：铁氧体电感应用于低频，一般都在100MHz以下；而高频电感则用于高频，不同的电感量其使用频率不同，从几百兆到几千兆不等。
（2） 测量频率不同：高频电感的的测量频率一般都在100MHz；铁氧体电感根据不同的电感量，其测量频率为50、25、10、4MHz等。
（3） Q值不同：高频电感在测量频率下其Q值较小，为10左右，随频率的升高，Q值逐渐增大；铁氧体电感的Q值较大,，在测量频率下都有40左右，并且随着频率的增大而变小。
（4） 直流电阻不同：铁氧体电感的电阻较小,高频电感的较大。
（5） 额定电流不同：铁氧体电感的额定电流较小，高频电感的较大。

大电流电感 -普通功率电感和大电流电感的区别:　　
大电流电感具备所有SMD功率电感的特点，另外它还有以下特点:　　
1.耐大电流，大电流电感线圈使用粗痛线和扁平线绕制,可耐大电流，最高可承受80A电流.　　
2.高稳定性.大电流电感采用全封闭磁屏蔽结构,具有很好的密封性和高稳定性.　　
3.适用范围广.大电流电感具有超强的耐侯性.可以用于电脑主板,单片机,显卡等这些长时间工作的设备上.　　
而普通的功率电感只能用做DC-DC模块,滤波电路等,尽管所起到的作用是一样的，但是大电流电感所承担的责任比普通功率电感要大的多.　　
目前许多电脑主板使用大电流电感组列作成的滤波电路，具有超强的稳定性,耐久性的，电感性能的好坏，决定着主板的性能. 

电感和磁珠的区别
  电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于信号回路，用于EMC对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMC、EMI问题。

磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDR SDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过错 50MHZ。地的连接一般用电感，电源的连接也用电感，而对信号线则采用磁珠？
        但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的目的啊？而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了,先必需明白EMI的两个途径，即：辐射和传导，不同的途径采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用电感。

对于扳子的 IO部分，是不是基于EMC的目的可以用电感将IO部分和扳子的地进行隔离，比如将USB的地和扳子的地用10uH的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面？电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。数字地和模拟地之间的磁珠用多大,磁珠的大小（确切的说应该是磁珠的特性曲线),取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率。

为什么磁珠的单位和电阻是一样的呢？？都是欧姆！！磁珠就是阻高频嘛，对直流电阻低，对高频电阻高，不就好理解了吗，比如1000R@100Mhz就是说对100M频率的信号有1000欧姆的电阻,因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的datasheet上一般会附有频率和阻抗的特性曲线图。一般以100MHz为标准，比如2012B601，就是指在100MHz的时候磁珠的Impedance为600欧姆。

电感和磁珠的选型
 
        在电子设备的 PCB 板电路中会大量使用感性元件和 EMI滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠，以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。
        表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值，载流能力以及其他类似物理特性不同外，通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。
1、片式电感
        在需要使用片式电感的场合，要求电感实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流电抗。谐振电路包括谐振发生电路，振荡电路，时钟电路，脉冲电路，波形发生电路等等。谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。 
        要使电路产生谐振，必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容，这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中，电感必须具有高Q，窄的电感偏差，稳定的温度系数，才能达到谐振电路窄带，低的频率温度漂移的
要求。

高Q 电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。 
        标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料（通常为氧化铝陶瓷材料）上绕制线圈，或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。
        在功率应用场合，作为扼流圈使用时，电感的主要参数是直流电阻（DCR）,额定电流，和低 Q 值。当作为滤波器使用时，希望宽带宽特性，因此，并不需要电感的高 Q 特性。低的DCR 可以保证最小的电压降，DCR 定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。
2、片式磁珠
         片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（PCB 电路）中的 RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射（EMI）。要消除这些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演
高频电阻的角色（衰减器），该器件允许直流信号通过，而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz 以上，然而，低频信号也会受到片式磁珠的影响。

片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。

使用片式磁珠的好处：
 小型化和轻量化
 在射频噪声频率范围内具有高阻抗，消除传输线中的电磁干扰。
 闭合磁路结构，更好地消除信号的串绕。
 极好的磁屏蔽结构。
 降低直流电阻，以免对有用信号产生过大的衰减。
 显著的高频特性和阻抗特性（更好的消除 RF能量）。
 在高频放大电路中消除寄生振荡。
 有效的工作在几个 MHz到几百 MHz的频率范围内。
 
要正确的选择磁珠，必须注意以下几点：
 不需要的信号的频率范围为多少。
 噪声源是谁。
 需要多大的噪声衰减。
 环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）。
 电路和负载阻抗是多少。
 是否有空间在 PCB 板上放置磁珠。