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文檔簡介

1、關(guān)于電感基本知識培訓(xùn)第一張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月一.電感的定義、特性及應(yīng)用 1.什么是電感? 2.Inductance 電感(電感值); 3.標準的電感值公差表示; 4.電感的一般作用; 5.電感測量注意事項.二.材質(zhì)(CORE)介紹三.各類電感簡介四.電感器常用語表 第二張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月一 . 電感的定義及特性: 1.什么是電感? 在一導(dǎo)線中,流通電流,其周圍產(chǎn)生磁場,利用其磁場,將能量儲存于內(nèi)部,該元器即為“電感”。第三張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月2、Inductance 電感(電感值) 一電路之特性,能抑制流經(jīng)之電流的改變,此電感值會受

2、鐵芯材質(zhì)、鐵芯之形狀及尺寸、繞線的圈數(shù)及線圈的形狀所影響.電感的標準單位為亨利(Henry),用字母H表示,電感的符號用L表示. 2.1.相關(guān)公式: L=ALN 說明: AL:電感系數(shù)(nH/N ) N : 繞線圈數(shù)(Ts) L: 電感(H) 2.2. 單位換算: 1H(Henry) =1000mH (Millihenry) =1000000uH (Microhenry) =1000000000nH (Nanohenry)22第四張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3. 標準的電感值公差通常用字母來表示(如下):4.電感的一般作用: 扼流,匹配,儲能,變壓,濾波,諧振5. 電感測量注意事項

3、: 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的非線性,當頻率、交流電壓、直流磁化電流變化時,鐵芯的有效導(dǎo)磁率也隨著變化,從而引起電感的變化.測試電感時必須具備以下條件: a:測試頻率; b:變壓器或電感器兩端交流電壓; c:直流磁化電流(當有進直流磁化時). 因測試的電阻的數(shù)值的大小不同,測試的方法分為兩種,當產(chǎn)品的電阻數(shù)值大于1K時測試的方法采用并聯(lián)測試,而產(chǎn)品的電阻小于1K采用串聯(lián)測試.第五張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月二. 材質(zhì)(CORE)介紹硬磁 (磁鐵: 已有極性N、S排列) 磁 性 鎳鋼 材 金屬合

4、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 110V220V 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)第六張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月由于本體導(dǎo)電,故最終仍需涂

5、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以上大電流,隨著工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷改進,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 價格為: 08材18材52材26材 第七張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于202

6、2年6月 目前市場壓粉鐵芯除IRON外,另有MPP等,其承受電流能力及溫度特性均較IRON佳。但由于價格昂貴(價格: 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。外觀顏色: MPP: 白色、藍色、灰色。 第八張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月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,送至氮氣爐900 高溫燒結(jié)定型,(錳鋅燒結(jié)溫度更高,且氮氣爐不同),其最終 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。錳鋅由于會導(dǎo)電,故仍需以Epoxy(環(huán)氧

7、樹脂)涂裝,防止因繞線刮傷 漆包線而與CORE導(dǎo)通,造成短路。 鎳鋅本身不會導(dǎo)電,所以不需要涂裝(有時為了不刮傷漆包線也會涂 裝),外觀即可判別(黑色)。 目前錳鋅涂裝顏色,并無一定標準,依照各廠商自行自訂,較常見為 綠色。另有一種最新涂裝方式 分子滾動涂裝,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)引磁力線束之能力或效率,不同材質(zhì)的CORE其i皆 不同。第九張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月錳鋅的導(dǎo)磁率最高(i=100020000),其次為鎳鋅(i=201800),最低為IRON( i=200以下)。 CORE本身有一特性,即材質(zhì)導(dǎo)磁率(i)愈高,

8、則工作頻率范圍(即頻寬)愈小。錳鋅工作頻率在400KHZ(赫茲)以內(nèi),故一般以電源(頻率較低)噪聲處理,或變壓來使用,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。價格方面(同一尺寸、形狀下)錳鋅鎳鋅IRON 故在實際的應(yīng)用電路上,如何選擇適當?shù)牟馁|(zhì)(即工作在CORE頻率范圍內(nèi),最大工作電流不超過CORE額定,SIZE較小,價格便宜),則相當重要。 第十張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月三.各類電感簡介1:工字型電感擋板(邊)有效加強儲能能力,改變EMI方向和大小,亦可降低RDC. 它亦可說是訊號通

9、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MHz的較小型電源切換, 如數(shù)碼相機的LED升壓,ADSL等等的較低頻部份的訊號處理或POWER用途. 它的Q值有2050左右,做為訊號處理頗為適合. RDC低,作為POWER也是十分好用.當然,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,仍是開磁路,有EMI的問題, 2:色環(huán)電感色環(huán)電感是最簡單的棒(工字)形電感的加工,主要是用作訊號處理;本身跟棒(工字)形電感的特性沒有很大的差別,只是在本體表面用環(huán)氧樹脂涂裝,和加上一些顏色方便分辨感值; 因單價十分便宜,現(xiàn)時比較不注重體積,以及仍可用插

10、件的電子產(chǎn)品,使用色環(huán)電感仍然很多; 因為是插件式,而且太傳統(tǒng)了,被時代淘汰是時間早晚的事. 第十一張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3:空芯電感空心電感主要是訊號處理用途,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. 因為空氣不是固定線圈的最佳材料,故此,在要求越來越嚴格的產(chǎn)品趨勢上,發(fā)展有限! 4:環(huán)形線圈電感環(huán)形線圈電感,是電感理論中很理想的形狀, 閉磁路,很少EMI的問題,充分利用磁路,容易計算, 幾乎理論上的好處,全歸環(huán)形線圈電感, 可是,有一個最大的缺點,就是不好繞線,制程多用人工處理. 但用機器的話,環(huán)形繞線的競爭力,仍有待做機

11、械和電子控制的工程師來提升. 環(huán)形線圈電感雖然是電感中很理想的形狀,但因為主要是人工繞線, 作為訊號處理,因為要求較高,所以比較少用. 但很小很小的環(huán)形線圈電感,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)形線圈電感最大量的,是用鐵粉芯作材料,跟樹脂等混在一起,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)形線圈電感,是power電感最常用的一種. IDC可以達到10多安培. 鐵粉芯環(huán)形線圈電感的優(yōu)點是環(huán)形,但缺點亦是環(huán)形. 使用者最喜歡的形狀是方形,因此, 環(huán)形線圈電感并不是最具優(yōu)勢.

12、 第十二張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月5:繞線片式陶瓷電感 電感采用陶瓷材料制成,為繞線結(jié)構(gòu),具有高Q值、高自諧頻率、高精度的特點。端頭鍍金(也有鍍錫),具有良好的焊接性能. 通訊設(shè)備的高頻線路,移動電話(如GSM/CDMA/PDC等制式),藍牙,無線網(wǎng)卡都有使用6:貼片疊層高頻電感貼片疊層高頻電感,其實就是空心電感.特性完全相同,不過因為容易固定,可以小型化.貼片疊層高頻電感跟空心電感比較:因為空氣不是好的固定物,但空氣的相對導(dǎo)磁率是一,在高頻很好用, 事實,世間絕大部份的物質(zhì),對導(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).三氧化二鋁等等的材質(zhì),也

13、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,我們希望它完全沒有特性更佳.使得貼片疊層高頻電感特性完全像空心線圈,而且因為能固定,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)時通訊產(chǎn)品的頻率就是越來越高, 這代表,感值需求越來越小. 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越來越大,貼片疊層高頻電感跟貼片繞線式高頻電感的比較: 貼片疊層高頻電感的Q值不夠高,是最大的缺點, 另外,因為高頻產(chǎn)品的變異要求十分嚴格,所以,材質(zhì)對溫度的變化,也是臺灣和中國大陸

14、生產(chǎn)的貼片疊層高頻電感,尚無法跟日系強烈對抗的重要原因!最后,因為感值會越來越小,精準度要求越來越高, 貼片疊層高頻電感會取代貼片繞線式高頻電感, 第十三張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月:塑封電感電感采用鐵氧體材料制成,為繞線結(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、硬盤驅(qū)動器、液晶顯示器、 汽車電子等小型化電子設(shè)備 第十四張,PPT共十八頁,創(chuàng)作于2022年6月:磁棒電感磁棒電感是空心電感的加強. 電感值跟導(dǎo)磁率成正比, 裝磁性材料進空心線圈,電感值,Q值等等都會大為增加. 磁棒電感是最簡單,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SMD貼片功率電感最主要是強調(diào)儲能能力,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,便于自動貼片作業(yè);機械強度、耐熱性優(yōu)良,能承受回流焊時的溫度變化與外力作用;具有小型化、高儲能、低阻值等特點,是運用于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:廣泛用于汽車音響、衛(wèi)星接收機、錄影機、液晶電視、手提電話、筆記本電腦、PDA掌上電腦、電子鐘表、DC/DC轉(zhuǎn)換器、OA裝置、快閃記憶體及其它可攜式設(shè)備.第十五張,PPT

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