電感基本知識培訓(xùn)

關(guān)于電感基本知識培訓(xùn)第1頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五一.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(biāo)準(zhǔn)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2頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五一.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3頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五2、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(biāo)準(zhǔn)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=AL?N

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4頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五3.標(biāo)準(zhǔn)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:

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(dāng)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(dāng)有進(jìn)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(dāng)產(chǎn)品的電阻數(shù)值大于1KΩ時測試的方法采用并聯(lián)測試,而產(chǎn)品的電阻小于1KΩ采用串聯(lián)測試.第5頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五二.

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。

(AC110V~220V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6頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五由于本體導(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材價格為:08材＞18材＞52材＞26材第7頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五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:MPP＞IRON，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(lán)色、灰色。

第8頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五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?zé)Y(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(biāo)準(zhǔn)，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。μi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μi皆不同。第9頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五錳鋅的導(dǎo)磁率最高(μi=1000~20000)，其次為鎳鋅（μi=20~1800），最低為IRON(μi=200以下)。CORE本身有一特性，即材質(zhì)導(dǎo)磁率(μi)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μi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(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CORE額定，SIZE較小，價格便宜)，則相當(dāng)重要。第10頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五三.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20～50左右,做為訊號處理頗為適合.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,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11頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五3: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(yán)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Airgap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Airgap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(dá)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.第12頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五5：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(lán)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(yán)格,所以,材質(zhì)對溫度的變化,也是臺灣和中國大陸生產(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(zhǔn)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13頁，共18頁，2023年，2月20日，星期五７：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、ＤＶＢ、汽車電子等小型化電子設(shè)備

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