首先看下电感长啥样
两个引脚,然后漆包铜线绕来绕去,当然必须得是一个方向,否则磁力线抵消就没用了。
咋还有四个角的呢?这个叫共模电感,下面的图看仔细点:
普通电感干嘛用的,共模电感又是干嘛用的,听我慢慢道来。
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,电感的基本单位是“H”,简称“亨”,是为纪念物理学家亨特而用这个单位。更小的单位是mH,uH,他们的换算方式为1H=1000mH=10^6uH。在实际应用中,mH都很少见,常见的是uH和nH,uH级别的电感基本用在DC-DC电路,叫做功率电感;nH级别的电感主要用在射频匹配电路,叫高频电感。
实际应用基本也出来了,a.两个线圈绕在一个磁芯上,圈数不同,两边电压不同,从而实现变压器的功能;b.DC-DC电路用作升压和降压,在射频电路中用来匹配阻抗;c.射频匹配;
a. 变压器--电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器;
b.DC-DC电路中的储能—释能作用;
功率电感其实就两种,一种便宜不带屏蔽的,一种带屏蔽的。我们知道,在DC-DC电路中,电感由于电压方向的周期转换导致噪声很大,是个很大的辐射源,因此实际设计中普遍希望带屏蔽的电感,以避免或者减轻EMC干扰。
说到电感的参数,电感值是最重要的一个,在电感定义中,是以100KHz频率下所呈现的电抗值对应的电感值,功率电感常见的是uH级的,而高频电感是nH级的;直流阻抗就是用直流电源测量时对应的电阻值,通常都很小,大部分是mΩ级的。电感有个特点,那就是只要一通电流感值就会降低,而饱和电流就是使电感下降30%时的电流值;而温升电流时电感温度升高40℃的电流值
饱和电流
温升电流
再来看电感的感容二象性,什么时二象性呢,就是有时候是甲有时候是乙,最著名的莫过于光的波粒二象性理论,光可以衍射这一点像波的传输特性,又可以反射,这一点像粒子的传输特性;而电感呢,在一定频率下呈现感性,一定频率下又会呈现容性,如下图所示:在3770MHz频点以前,该电感遵循频率越高阻抗越大的原则,也就是感抗XL=jWL=2πfL,而在3770MHz频点以后,该电感表现的像是电容了。
下面的电感等效电路可以解释上面的曲线:
在低频的时候电容通路基本是断开的,加载在等效电路两端的信号主要走下面的电阻电感通路,而随着频率的升高,电容通路的阻抗越来越小,而电阻和电感通路阻抗越来越大,信号主要走电容通路。当电容和电感处于谐振关系,电路呈现纯阻性,此时的频点就叫SRF,也就是自谐振频率;
上面这个电感的等效电路中,如果L足够大,而R足够小,那整个电路损耗就很小,电感的纯粹度就很高,反之,纯粹度就低;反映电感纯粹度的指标就叫电感的Q值。也叫品质因子;品质因子Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的 Q值。而分布电容就指的是上面电路中的C,线圈的匝与匝之间、线圈与屏蔽罩之间、线圈与底板间存在的寄生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。
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