從這九個方面深度解讀電感

能產生電感作用的元件統(tǒng)稱為電感原件，常常直接簡稱為電感。電感是用絕緣導線(例如漆包線,沙包線等)繞制而成的電磁感應元件，屬于常用元件。電感的作用:通直流阻交流這是簡單的說法，對交流信號進行隔離,濾波或與電容器,電阻器等組成諧振電路.它是利用電磁感應的原理進行工作的。在交流電路中，電感線圈有阻礙交流通過的能力，而對直流卻不起作用（除線圈本身的直流電阻外）。所以電感線圈可以在交流電路中作阻流、降壓、交連耦合以及負載用。當電感和電容配合時，可以作調諧、濾波、選頻、退耦等用。電感線圈是組成電路的基本元件之一。

由于電感是由外國的科學家亨利發(fā)現(xiàn)的，所以電感的單位就是“亨利”

電感符號：L

電感單位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH)，他們的換算關系為1H=1000mH=1000 000uH。

一、電感的型號命名方法

電感元件的型號一般由下列四部分組成:

第一部分:主稱，用字母表示.其中 L 代表電感線圈， ZL 代表阻流圈。

第二部分:特征，用字母表示，其中G 代表高頻。第三部分:型式，用字母表示，其中 X 代表小型。第四部分:區(qū)別代號，用數字或字母表示。

例如: LGX 型為小型高頻電感線圈。

應指出的是，目前固定電感線圈的型號命名方法各生產廠有所不同，尚無統(tǒng)一的標準。

二、電感的結構特點

（一）電感器的結構與特點電感器一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。

1．骨架 骨架泛指繞制線圈的支架。一些體積較大的固定式電感器或可調式電感器（如振蕩線圈、阻流圈等），大多數是將漆包線（或紗包線）環(huán)繞在骨架上，再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內腔，以提高其電感量。骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷制成，根據實際需要可以制成不同的形狀。小型電感器（例如色碼電感器）一般不使用骨架，而是直接將漆包線繞在磁心上?？招碾姼衅鳎ㄒ卜Q脫胎線圈或空心線圈，多用于高頻電路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上繞好后再脫去模具，并將線圈 各圈之間拉開一定距離。

2．繞組 繞組是指具有規(guī)定功能的一組線圈，它是電感器的基本組成部分。 繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞（繞制時導線一圈挨一圈）和間繞（繞制時每圈導線之間均隔一定的距離）兩種形式； 多層繞組有分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等多種。

3．磁心與磁棒 磁心與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體（NX 系列）或錳鋅鐵氧體（MX 系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多種形狀。

4．鐵心 鐵心材料主要有硅鋼片、坡莫合金等，其外形多為“E”型。

5．屏蔽罩 為避免有些電感器在工作時產生的磁場影響其它電路及元器件正常工作，就為其增加了金屬屏幕罩（例如半導體收音機的振蕩線圈等）。采用屏蔽罩的電感器，會增加線圈的損耗，使 Q 值降低。

6．封裝材料 有些電感器（如色碼電感器、色環(huán)電感器等）繞制好后，用封裝材料將線圈和磁心等密封起來。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹脂等。

（二）小型固定電感器 小型固定電感器通常是用漆包線在磁心上直接繞制而成，主要用在濾波、振蕩、陷波、延遲等電路中，它有密封式和非密封式兩種封裝形式，兩種形式又都有立式和臥式兩種外形結構。

1．立式密封固定電感器 立式密封固定電感器采用同向型引腳，國產有LG 和 LG2 等系列電感器，其電感量范圍為0.1~2200μH（直標在外殼上），額定工作電流為0.05~1.6A，誤差范圍為±5%~±10%。進口有 TDK 系列色碼電感器，其電感量用色點標在電感器表面。

2．臥式密封固定電感器 臥式密封固定電感器采用軸向型引腳，國產有 LG1、LGA、LGX 等系列。LG1系列電感器的電感量范圍為0.1~22000μH（直標在外殼上），額定工作電流為0.05~1.6A，誤差范圍為±5%~±10%。LGA 系列電感器采用超小型結構，外形與 1/2W 色環(huán)電阻器相似，其電感量范圍為 0.22~100μH（用色環(huán)標在外殼上），額定電流為0.09~0.4A。 例如LGX系列色碼電感器也為小型封裝結構，其電感量范圍為 0.1~10000μH，額客電流分為 50mA、150mA、300mA 和1.6A 四種規(guī)格。

（三）可調電感器 常用的可調電感器有半導體收音機用振蕩線圈、電視機用行振蕩線圈、行線性線圈、中頻陷波線圈、音響用頻率補償線圈、阻波線圈等。

三、電感量標示及符號

1.直標法:

在電感線圈的外殼上直接用數字和文字標出電感線圈的電感量,允許誤差及最大工作電流等主要參數.

2.色標法：同電阻標法.單位為 μH

3、電感符號

四、電感器主要特性參數

1.標稱電感量:

上標注的電感量的大小.表示線圈本身固有特性,主要取決于線圈的圈數,結構及繞制方法等,與電流大小無關,反映電感線圈存儲磁場能的能力,也反映電感器通過變化電流時產生感應電動勢的能力.單位為 亨(H).

2.允許誤差 :

電感的實際電感量相對于標稱值的最大允許偏差范圍稱為允許誤差.

3.感抗 XL:

電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗 XL,單位是歐姆.它與電感量L 和交流電頻率 f 的關系為

XL=2πfL.

4 品質因素 Q :

表示線圈質量的一個物理量,Q 為感抗 XL 與其等效的電阻的比值,即：Q=XL/R. 線圈的 Q 值愈高,回路的損耗愈小.線圈的 Q 值與導線的直流電阻,骨架的介質損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關.線圈的 Q 值通常為幾十到一百.

5.額定電流:

額定電流是指能保證電路正常工作的工作電流.

6.標稱電壓

7.分布電容（寄生電容）

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的

Q 值減小，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。

8、自諧振頻率（Q 最大是的頻率）

當頻率很高時，電感不再被當做集總參數看待，寄生參數的影響不可忽略。寄生參數包括Rac 等效串聯(lián)電阻（ESR）和Cs等效并聯(lián)電感（ESL）。電感器實際等效電路如圖所示

電感值（inductance）、電感感抗（impedance） 與頻率的關系 以 100nH 繞線電感為例，如下圖所示：

由上圖可知：

1、 當頻率低于自諧振頻率（SRF）時，電感感抗隨頻率增加而增加；

2、 當頻率等于自諧振頻率（SRF）時，電感感抗達到最大值；

3、 當頻率高于自諧振頻率（SRF）時，電感感抗隨頻率增加而減??；

五、電感的分類及選型

（一）電感的分類

按照外形，電感器可分為空心電感器(空心線圈)與實心電感器(實心線圈)。

按照工作性質，電感器可分為高頻信號電感器(各種天線線圈、振蕩線圈)、一般信號電感器(各種扼流圈、 濾波線圈等) 和電源用電感器。

按照封裝形式，電感器可分為普通電感器、色環(huán)電感器、環(huán)氧樹脂電感器、貼片電感器等。按照電感量，電感器可分為固定電感器和可調電感器。

(二)電感的選型

1.高頻信號用電感

高頻信號用電感主要用在射頻信號上。

（1）主要參數：

電感范圍：0.6-390nH；

直流電阻：有多種直流電阻可供選擇，一般來說，電感值越大，其對應的直流電阻也越大；

自諧振頻率：可高達 12GHz。電感值越大其對應的自諧振頻率往往越小。

額定電流：幾十毫安多到幾百毫安。電感值越大其對應的額定電流往往越小。

（2）應用特點：

電感值和自諧振點與工作頻率的關系如下圖（以TDK電感為例）：

從上圖可以看出工作頻率小于諧振頻率時，電感值基本保持穩(wěn)點；但工作頻率一旦超過諧振頻率后，電感值將會迅速增大，不過，若頻率繼續(xù)增大到一定頻率后，電感值將會迅速減小（減小的這個過程沒有在上圖中體現(xiàn)）。在應用中，應選擇諧振頻率點高于工作頻率的電感。對于高頻信號用電感而言，諧振頻率點一般在 1GHz 以上，因此該類電感可支持很高的工作頻率。

2.一般信號用電感

一般信號用電感主要用在高速信號上。

（1）主要參數：

電感范圍：0.01-1000uH；

直流電阻：有多種直流電阻可供選擇，一般來說，電感值越大，其對應的直流電阻也越大。一般信號用電 感，其直流電阻值比高頻信號用電感和電源用電感大一些，范圍 100 毫歐到幾歐姆；

自諧振頻率：幾十 MHz 到幾百 MHz。電感值越大其對應的自諧振頻率往往越小。額定電流：幾毫安到幾十毫安。電感值越大其對應的額定電流往往越小。

（2）應用特點：

電感Q值和阻抗與工作頻率的關系如下圖（以TDK電感為例）：

從上圖阻抗頻率特性曲線可以看出工作頻率小于諧振頻率時，電感電感表現(xiàn)出電感性，阻抗隨著頻率 的升高而增大；但工作頻率一旦超過諧振頻率時，電感將表現(xiàn)出容性，阻抗隨頻率的升高而減小。同樣， 當工作頻率小于諧振頻率時，電感值基本保持穩(wěn)點；但工作頻率一旦超過諧振頻率后，電感值將會迅速增 大，若頻率繼續(xù)增大到一定頻率后，電感值將會迅速減?。ㄒ话阈盘栍秒姼蓄l率特性曲線同高頻用電感特 性曲線相近似，在此未給出）。

在應用中，應選擇諧振頻率點高于工作頻率的電感。對于一般信號用電感而言，諧振頻率點一般在幾百MHz 之內，該類電感也是高速電路設計中最常用的電感。高速設計中的板件互連信號，紋波比板內信號大，就 可以使用該類電感加以濾波。設計中需注意高頻信號用電感和一般信號用電感額定電流都比較小，而直流 電阻相對較大，不建議用于電源濾波。

3.電源用電感

電源用電感主要用在電源電路中。

（1）主要參數：

電感范圍：1-470uH；

直流電阻：有多種直流電阻可供選擇，一般來說，電感值越大，其對應的直流電阻也越大,范圍幾毫歐到 幾歐姆；

自諧振頻率：幾十 MHz 到幾百 MHz。電感值越大其對應的自諧振頻率往往越小。額定電流：幾毫安到幾十毫安。電感值越大其對應的額定電流越小。

（2）應用特點：

電感值和阻抗與工作頻率的關系以及電感直流特性曲線如下圖（以TDK電感為例）：

由電感頻率特性曲線可知，當工作頻率小于諧振頻率時，電感值基本保持穩(wěn)點；但工作頻率一旦超過諧振 頻率后，電感值將會迅速增大，若頻率繼續(xù)增大到一定頻率后，電感值將會迅速減小。在應用中，應選擇諧振頻率點高于工作頻率的電感。對于電源用電感而言，諧振頻率點一般在幾十 MHz 之內，該類電感也是高速電路設計中電源濾波最常用的電感。

由阻抗頻率特性曲線可以看出工作頻率小于諧振頻率時，電感電感表現(xiàn)出電感性，阻抗隨著頻率的升高而增大；但工作頻率一旦超過諧振頻率時，電感將表現(xiàn)出容性，阻抗隨頻率的升高而減小。

由電感直流特性曲線可以看出，用于電源濾波時，電感的工作電流必須小于額定電流。如果工作電流大于額定電流，電感未必會損壞，但電感值可能會低于標稱值。同時還要可慮其直流電阻而引起的壓降。

六、以部分廠家電感為例介紹電感的封裝 電感封裝一般包括貼片與插件。

1.功率電感封裝以骨架的尺寸做封裝表示，貼片用橢柱型表示方法如 5.8（5.2）×4就表示長徑為 5.8mm 短徑為 5.2mm 高為 4mm 的電感。插件用圓柱型表示方法如 φ6×8 就表示直徑為 6mm 高為 8mm 的電感。只是它們的骨架一般要通用，要不就要定造。

2. 普通線性電感、色環(huán)電感與電阻電容的封裝都有一樣的表示，

貼片用尺寸表示如 0603、0805、0402、1206 等。插件用功率表示如 1/8W、1/4W、1/2W、1W 等。

3.色環(huán)電感

電感量：0.1uH～22MH

尺寸：0204、0307、0410、0512 豆形電感：0.1uH～22MH

尺寸：0405、0606、0607、0909、0910

精度：J=±5% K=±10% M=±20% 精度：J=±5% K=±10% M=±20%

插件的色環(huán)電感 讀法：同色環(huán)電阻的標示

4.立式電感

電感量：0.1uH～3MH

規(guī)格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

5.軸向濾波電感

規(guī)格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

電感量：0.1uH-10mH。

額定電流：65mA~10A。

Q 值高，價位一般較低，自諧振頻率高。6.磁環(huán)電感

規(guī)格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026

尺寸（單位 mm）：3.25~15.88

7.空氣芯電感

空氣芯電感為了取得較大的電感值，往往要用較多的漆包線繞成，而為了減少電感本身的線路電阻對直流電流的影響，要采用線徑較粗的漆包線。但在一些體積較少的產品中，采用很重很大的空氣芯電感不太現(xiàn)實，不但增加成本，而且限制了產品的體積。為了提高電感值而保持較輕的重量，我們可以在空氣芯電感中插入磁心、鐵心，提高電感的自感能力，借此提高電感值。目前，在計算機中，絕大部分是磁心電感。

七、電感的作用

基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等

形象說法：“通直流，阻交流”

細化解說：在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波 器、移相電路及諧振電路等；變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

由感抗 XL=2πfL 知,電感 L 越大，頻率f 越高，感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感 L 成正比，還與電流變化速度△i/△t 成正比，這關系也可用下式表示

電感線圈也是一個儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2Li2 。

可見，線圈電感量越大，流過越大，儲存的電能也就越多。

電感在電路最常見的作用就是與電容一起，組成 LC 濾波電路。我們已經知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領，而電感則有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過 LC 濾波電路（如圖），那么，交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉；變得比較純凈的直流電流通過電感時，其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能，頻率較高的最容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。

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LC 濾波電路

在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近 一般有幾個高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的 LC 濾波電路。另外，線路板還大量采用“蛇行線＋貼片鉭電容”來組成 LC 電路，因為蛇行線在電路板上來回折行，也可以看作一個小電感。

八、磁性元件的降額

磁性器件降額標準

說明：

1.對于網絡變壓器，因通常都可以滿足降額要求，故不考慮降額；

2.磁性器件包括磁珠。

九、電感的選擇考慮要素

1、電感使用的場合

潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性，還是阻抗特性等，都要注意。

2、電感的頻率特性

在低頻時，電感一般呈現(xiàn)電感特性，既只起蓄能，濾高頻的特性。但在高頻時，它的阻抗特性表現(xiàn)的很 明顯。有耗能發(fā)熱，感性效應降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。下面就鐵氧體材料的電感加以解說：

鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應用，因為在低頻時他們主要程電感特性， 使得線上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實際應用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當高，以至于電流全部通過電阻。鐵氧體是一個消耗裝置，高頻能量在上面轉化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。

3、電感設計要承受的最大電流，及相應的發(fā)熱情況。

4、使用磁環(huán)時，對照上面的磁環(huán)部分，找出對應的 L 值，對應材料的使用范圍。

5、注意導線（漆包線、紗包或裸導線），常用的漆包線。要找出最適合的線經。