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电感简介及电感失效分析

时间:2021-10-05 01:06 点击次数:
  本文摘要:1、电感本质 我们一般来说所说的电感所指的是电感器件,它是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而出的电磁感应元件。 在电路中,当电流流到导体时,不会产生电磁场,电磁场的大小除以电流的大小就是电感。 电感是取决于线圈产生电磁感应能力的物理量。 给一个线圈通入电流,线圈周围就不会产生磁场,线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大,磁场就就越强劲,通过线圈的磁通量就越大。实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫作自感系数,也叫作电感。

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1、电感本质  我们一般来说所说的电感所指的是电感器件,它是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而出的电磁感应元件。  在电路中,当电流流到导体时,不会产生电磁场,电磁场的大小除以电流的大小就是电感。  电感是取决于线圈产生电磁感应能力的物理量。

给一个线圈通入电流,线圈周围就不会产生磁场,线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大,磁场就就越强劲,通过线圈的磁通量就越大。实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫作自感系数,也叫作电感。

    1.1电感分类  按电感形式分类:相同电感、星型电感。  按导磁体性质分类:机芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

  按工作性质分类:天线线圈、波动线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。  按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。  按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。  按结构特点分类:磁芯线圈、星型电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。

  空心电感,磁芯电感和铜芯电感一般为中频或高频电感而铁心电感多数为低频电感  1.2电感的材质及工艺  电感器一般由骨架、绕组、屏蔽车顶、PCB材料、磁心等构成。  1)骨架:泛指绕制线圈的支架。

一般来说是使用塑料、胶木、陶瓷做成,根据实际必须可以做成有所不同的形状。小型电感器一般不用于骨架,而是必要将漆包线绕行在磁心上。空心电感器不必磁心、骨架和屏蔽车顶等,而是再行在模具上绕好后再行脱掉模具,并将线圈各圈之间冲破一定距离。

   2)绕组:指具备规定功能的一组线圈,有单层和多层之分。单层有密绕和间绕行两种形式;多层有分层平绕、内乱绕行、蜂房式绕行法等多种。  3)磁心:一般使用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。

  铁心:主要有硅钢片、坡莫合金等,其外形多为“E”型。  4)屏蔽车顶:用作为防止有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件长时间工作。使用屏蔽车顶的电感器,不会减少线圈的损耗,使Q值减少。

  5)PCB材料:有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用PCB材料将线圈和磁心等密封一起。PCB材料使用塑料或环氧树脂等。

        1.3电感主要参数  1)电感量:也称之为自感系数,是回应电感器产生自感应能力的一个物理量。  电感量的大小,主要各不相同线圈的圈数、绕制方式、若无磁心及磁心的材料等等。一般来说,线圈圈数就越多、绕制的线圈就越密集,电感量就越大。

有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大;磁心导磁率越大的线圈,电感量也越大。    应用于的工作频率越高电感的尺寸可以就越小  某种程度的电阻值,频率越高,感值就越小  感值小,圈数可增大,电感的尺寸就可以做到小  感值小,材质的导磁率亦不必太高  (材质的导磁率越高,越不合适在高频工作)    2)容许偏差:指电感上标称的电感量与实际电感的容许误差值。一般用作波动或滤波等电路中的电感拒绝精度较高,容许偏差为plusmn;0.2%~plusmn;0.5%;而用作耦合、高频阻流等线圈的精度拒绝不低;容许偏差为plusmn;10%~15%。

  3)固有频率:电感的等效电路实质上是电感与电容的并联谐振电路,其波动频率  f0=即是固有频率。  也定义为感抗和容抗大于时对应的自谐振频率。用于电感线圈时,为确保线圈的电感量平稳,应使线圈的工作频率近高于固有频率。  4)分布电容:指线圈的匝与匝之间、线圈与磁心之间不存在的电容。

电感的分布电容就越小,其稳定性就越好。  增大分布电容的方法:  1)如果磁性是导体,用介电常数较低的材料  2)接续末端与中止末端靠近(夹角》40deg;)  3)尽可能单层绕制,并减少匝间距离  4)多层绕制时,使用趋向方式绕行,防止往返绕制  5)直流电压Rdc:指直流状态下测量器件的电阻值为直流电压,密切相关器件内部线圈的质量状况。

  6)电阻Z:密切相关的是等价频率下元件对流经其本身的交流电流的总抵抗能力。  7)品质因数:也称之为Q值,是取决于电感质量的主要参数。它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现出的感抗与其等效损耗电阻之比。

  电感器的Q值越高,其损耗就越小,效率越高。在实际当中,Q不仅只与线圈的直流电压有关,还包括线圈骨架的介质损耗,铁芯和屏蔽的损耗以及在高频条件下工作时的趋肤效应等因素有关,提升线圈的Q值,并不是一件很更容易的事情。  实际电感的应用于自由选择必需同时顾及较小的电感量波动与较高的Q值。    8)额定电流Ir:指电感长时间工作时鼓吹容许通过的仅次于电流。

若工作电流多达额定电流,则电感器就不会因痉挛而使性能参数再次发生转变,甚至还不会因过东流而焚毁。


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