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进口有 TDK 系列色码电感器

发布时间:2019-04-09

  能产生电感作用的元件统称为电感原件,常常直接简称为电感。电感是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件,属于常用元件。电感的作用:通直流阻交流这是简单的说法,对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路。它是利用电磁感应的原理进行工作的。在交流电路中,电感线圈有阻碍交流通过的能力,而对直流却不起作用(除线圈本身的直流电阻外)。所以电感线圈可以在交流电路中作阻流、降压、交连耦合以及负载用。当电感和电容配合时,可以作调谐、滤波、选频、退耦等用。电感线圈是组成电路的基本元件之一。

  电感单位:亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH),他们的换算关系为1H=1000mH=1000 000uH。

  第一部分:主称,用字母表示。其中 L 代表电感线圈, ZL 代表阻流圈。

  第二部分:特征,用字母表示,其中G 代表高频。第三部分:型式,用字母表示,其中 X 代表小型。第四部分:区别代号,用数字或字母表示。

  应指出的是,目前固定电感线圈的型号命名方法各生产厂有所不同,尚无统一的标准。

  (一)电感器的结构与特点电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。

  1.骨架 骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等),大多数是将漆包线(或纱包线)环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器(例如色码电感器)一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器(也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈 各圈之间拉开一定距离。

  2.绕组 绕组是指具有规定功能的一组线圈,它是电感器的基本组成部分。 绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕(绕制时导线一圈挨一圈)和间绕(绕制时每圈导线之间均隔一定的距离)两种形式; 多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。

  3.磁心与磁棒 磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体(NX 系列)或锰锌铁氧体(MX 系列)等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。

  5.屏蔽罩 为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作,就为其增加了金属屏幕罩(例如半导体收音机的振荡线圈等)。采用屏蔽罩的电感器,会增加线圈的损耗,使 Q 值降低。

  6.封装材料 有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。

  (二)小型固定电感器 小型固定电感器通常是用漆包线在磁心上直接绕制而成,主要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中,它有密封式和非密封式两种封装形式,两种形式又都有立式和卧式两种外形结构。

  1.立式密封固定电感器 立式密封固定电感器采用同向型引脚,国产有LG 和 LG2 等系列电感器,其电感量范围为0.1~2200μH(直标在外壳上),额定工作电流为0.05~1.6A,误差范围为±5%~±10%。进口有 TDK 系列色码电感器,其电感量用色点标在电感器表面。

  2.卧式密封固定电感器 卧式密封固定电感器采用轴向型引脚,国产有 LG1、LGA、LGX 等系列。LG1系列电感器的电感量范围为0.1~22000μH(直标在外壳上),额定工作电流为0.05~1.6A,误差范围为±5%~±10%。LGA 系列电感器采用超小型结构,外形与 1/2W 色环电阻器相似,其电感量范围为 0.22~100μH(用色环标在外壳上),额定电流为0.09~0.4A。 例如LGX系列色码电感器也为小型封装结构,其电感量范围为 0.1~10000μH,额客电流分为 50mA、150mA、300mA 和1.6A 四种规格。

  (三)可调电感器 常用的可调电感器有半导体收音机用振荡线圈、电视机用行振荡线圈、行线性线圈、中频陷波线圈、音响用频率补偿线圈、阻波线圈等。

  在电感线圈的外壳上直接用数字和文字标出电感线圈的电感量,允许误差及最大工作电流等主要参数。

  上标注的电感量的大小。表示线圈本身固有特性,主要取决于线圈的圈数,结构及绕制方法等,与电流大小无关,反映电感线圈存储磁场能的能力,也反映电感器通过变化电流时产生感应电动势的能力。单位为 亨(H)。

  电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗 XL,单位是欧姆。它与电感量L 和交流电频率 f 的关系为

  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 值通常为几十到一百。

  线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的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。采用分段绕法可减少分布电容。

  当频率很高时,电感不再被当做集总参数看待,寄生参数的影响不可忽略。寄生参数包括Rac 等效串联电阻(ESR)和Cs等效并联电感(ESL)。电感器实际等效电路如图所示

  电感值(inductance)、电感感抗(impedance) 与频率的关系 以 100nH 绕线电感为例,如下图所示:

  按照工作性质,电感器可分为高频信号电感器(各种天线线圈、振荡线圈)、一般信号电感器(各种扼流圈、 滤波线圈等) 和电源用电感器。

  按照封装形式,电感器可分为普通电感器、色环电感器、环氧树脂电感器、贴片电感器等。按照电感量,电感器可分为固定电感器和可调电感器。

  直流电阻:有多种直流电阻可供选择,一般来说,电感值越大,其对应的直流电阻也越大;

  从上图可以看出工作频率小于谐振频率时,电感值基本保持稳点;但工作频率一旦超过谐振频率后,电感值将会迅速增大,不过,若频率继续增大到一定频率后,电感值将会迅速减小(减小的这个过程没有在上图中体现)。在应用中,应选择谐振频率点高于工作频率的电感。对于高频信号用电感而言,谐振频率点一般在 1GHz 以上,因此该类电感可支持很高的工作频率。

  直流电阻:有多种直流电阻可供选择,一般来说,电感值越大,其对应的直流电阻也越大。一般信号用电 感,其直流电阻值比高频信号用电感和电源用电感大一些,范围 100 毫欧到几欧姆;

  自谐振频率:几十 MHz 到几百 MHz。电感值越大其对应的自谐振频率往往越小。额定电流:几毫安到几十毫安。电感值越大其对应的额定电流往往越小。

  从上图阻抗频率特性曲线可以看出工作频率小于谐振频率时,电感电感表现出电感性,阻抗随着频率 的升高而增大;但工作频率一旦超过谐振频率时,电感将表现出容性,阻抗随频率的升高而减小。同样, 当工作频率小于谐振频率时,电感值基本保持稳点;但工作频率一旦超过谐振频率后,电感值将会迅速增 大,若频率继续增大到一定频率后,电感值将会迅速减小(一般信号用电感频率特性曲线同高频用电感特 性曲线相近似,在此未给出)。

  在应用中,应选择谐振频率点高于工作频率的电感。对于一般信号用电感而言,谐振频率点一般在几百MHz 之内,该类电感也是高速电路设计中最常用的电感。高速设计中的板件互连信号,纹波比板内信号大,就 可以使用该类电感加以滤波。设计中需注意高频信号用电感和一般信号用电感额定电流都比较小,而直流 电阻相对较大,不建议用于电源滤波。

  直流电阻:有多种直流电阻可供选择,一般来说,电感值越大,其对应的直流电阻也越大,范围几毫欧到 几欧姆;

  自谐振频率:几十 MHz 到几百 MHz。电感值越大其对应的自谐振频率往往越小。额定电流:几毫安到几十毫安。电感值越大其对应的额定电流越小。

  电感值和阻抗与工作频率的关系以及电感直流特性曲线如下图(以TDK电感为例):

  由电感频率特性曲线可知,当工作频率小于谐振频率时,电感值基本保持稳点;但工作频率一旦超过谐振 频率后,电感值将会迅速增大,若频率继续增大到一定频率后,电感值将会迅速减小。在应用中,应选择谐振频率点高于工作频率的电感。对于电源用电感而言,谐振频率点一般在几十 MHz 之内,该类电感也是高速电路设计中电源滤波最常用的电感。

  由阻抗频率特性曲线可以看出工作频率小于谐振频率时,电感电感表现出电感性,阻抗随着频率的升高而增大;但工作频率一旦超过谐振频率时,电感将表现出容性,阻抗随频率的升高而减小。

  由电感直流特性曲线可以看出,用于电源滤波时,电感的工作电流必须小于额定电流。如果工作电流大于额定电流,电感未必会损坏,但电感值可能会低于标称值。同时还要可虑其直流电阻而引起的压降。

  1.功率电感封装以骨架的尺寸做封装表示,贴片用椭柱型表示方法如 5.8(5.2)×4就表示长径为 5.8mm 短径为 5.2mm 高为 4mm 的电感。插件用圆柱型表示方法如 φ6×8 就表示直径为 6mm 高为 8mm 的电感。只是它们的骨架一般要通用,要不就要定造。

  空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线。但在一些体积较少的产品中,采用很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积。为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值。目前,在计算机中,绝大部分是磁心电感。

  细化解说:在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波 器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。

  由感抗 XL=2πfL 知,电感 L 越大,频率f 越高,感抗就越大。该电感器两端电压的大小与电感 L 成正比,还与电流变化速度△i/△t 成正比,这关系也可用下式表示

  电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示:WL=1/2Li2 。

  电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成 LC 滤波电路。我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过 LC 滤波电路(如图),那么,交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。

  在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上。而且附近 一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的 LC 滤波电路。另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成 LC 电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感。

  潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,都要注意。

  在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性。但在高频时,它的阻抗特性表现的很 明显。有耗能发热,感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。下面就铁氧体材料的电感加以解说:

  铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性, 使得线上的损耗很小。在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的。

  4、使用磁环时,对照上面的磁环部分,找出对应的 L 值,对应材料的使用范围。

  5、注意导线(漆包线、纱包或裸导线),常用的漆包线。要找出最适合的线经。

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