电感作为三大被动器件之一，就功能而言，是一种电磁感应组件，也称为扼流器、电抗器、动态电抗器、线圈、扼流圈等，其主要功能是储蓄电能，线圈内电流产生磁场，该磁场再产生电流，可将电能转化为磁能存储起来，从而保证电压稳定。还有整理和筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰（EMI静噪滤波器）等功能。电感是一种重要的电子元件，它在电路设计中扮演着至关重要的角色。

当电流通过线圈时，就会产生磁场，从而在线圈中存储磁能。电感的充电和放电过程就是磁场储存和释放的过程。电感的感值大小与线圈的匝数、线圈的面积以及周围环境的磁导率有关。一般来说，线圈的匝数越多，线圈的面积越大，周围的磁导率越高，电感的感值就越大。

电感器的结构类似于九游游戏中心，但只有一个绕组，其外形由电线一圈圈缠绕而成，一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁心等组成，电感的工作原理为当导线内通过交流电时，导线内部及周围产生交变磁通，从而起到“通直流、阻交流”的作用，由楞次定律可知该磁力线会阻止原本磁力线的变化，电感的作用与电容相反，常与电容在一起，组成LC滤波电路等。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。所以具有滤波、振荡、延迟、陷波等功能，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。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，应用非常广泛。

以圆柱型线圈为例，简单介绍下电感的基本原理：

如上图所示，当恒定电流流过线圈时，根据右手螺旋定则，会形成一个图示方向的静磁场。而电感中流过交变电流，产生的磁场就是交变磁场，变化的磁场产生电场，线圈上就有感应电动势，产生感应电流：

• 电流变大时，磁场变强，磁场变化的方向与原磁场方向相同，根据左手螺旋定则，产生的感应电流与原电流方向相反，电感电流减小；
• 电流变小时，磁场变弱，磁场变化的方向与原磁场方向相反，根据左手螺旋定则，产生的感应电流与原电流方向相同，电感电流变大。

以上就是楞次定律，最终效果就是电感会阻碍流过的电流产生变化，就是电感对交变电流呈高阻抗。同样的电感，电流变化率越高，产生的感应电流越大，那么电感呈现的阻抗就越高；如果同样的电流变化率，不同的电感，如果产生的感应电流越大，那么电感呈现的阻抗就越高。

简单来说，电感按功能可分成射频电感和功率电感；按工艺可分为绕线电感、层叠电感和薄膜电感；按材料可分为磁性电感和非磁性电感。

当然我们还可以将电感按用途分为高频电感、功率电感（主要为电源类电感）、一般电路用电感。高频电感主要用途包括耦合、共振、扼流；功率电感主要用途包括变化电压和扼流；而一般电路用电感提供广泛的电感范围和尺寸，用于声音、视频等普通模拟电路、共振电路等。

按电感形式分为固定电感、可变电感。

按导磁体性质可分为空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

按工作性质可分为天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

按绕线结构可分为单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

按工作频率可分为高频线圈、低频线圈。

按结构特点可分为磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。

按封装方式分类，可分为插装式电感、片式电感。片式电感体积小、重量轻、可靠性好、便于安装，已取代插装式电感成为主流，又分为绕线式、叠层式、薄膜片式和编织线式四类，其中叠层片式、绕线式最为常见。

1️⃣常见的电感

1、线圈电感：线圈电感是最基本的电感形式，它由一圈圈的导线绕制而成。其特点是感值范围广、稳定性好，但体积较大，适用于工频、低频电路中。线圈电感一般用于滤波、振荡、定时等场合。

2、贴片电感：贴片电感是一种表面贴装的电感，它由导线和磁芯组成。其特点是感值范围较窄，但体积小、重量轻，适用于高频、小型化电路中。贴片电感一般用于滤波、振荡、频率补偿等场合。

3、功率电感：功率电感是一种大功率的电感，它能够在高电压、大电流的条件下工作。其特点是容量大、稳定性好，但体积较大，适用于电源、驱动等电路中。功率电感一般用于滤波、振荡、限流等场合。

4、射频电感：射频电感是一种工作在高频范围内的电感，它具有高感值、小体积等特点。其特点是频率高、阻抗低，但稳定性较差，适用于高频、微波电路中。射频电感一般用于滤波、谐振、频率变换等场合。

2️⃣电感的核心参数

1、电感量L

电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。除专门的电感线圈（色码电感）外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。电感量也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。

电感器电感量的大小，主要取决于线圈的圈数(匝数)、绕制方式、有无磁芯及磁芯的材料等。通常，线圈圆数越多绕制的线圈越密集电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯线圈电感量大磁芯导磁率越大的线圈，电感量也越大。

电感量的基本单位是亨利(简称亨)用字母H表示。

2、感抗XL

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XL=2πfL。

3、品质因素Q

品质因素Q是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值通常为几十到几百。采用磁芯线圈，多股粗线圈均可提高线圈的Q值。

4、直流电阻DCR

电感线圈在非交流电下量得之电阻，在电感器设计中，直流电阻愈小愈好，其量测单位为欧姆。

5、分布电容

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。

6、自谐振频率(Self-Resonance Frequency)

由于Cp的存在，与L一起构成了一个谐振电路，其谐振频率便是电感的自谐振频率。在自谐振频率前，电感的阻抗随着频率增加而变大；在自谐振频率后，电感的阻抗随着频率增加而变小，就呈现容性。

7、允许误差

电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。

允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。

一般用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高，允许偏差为±0.2%~±0.5%而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高，允许偏差为±10%~±15%。

8、标称电流

也叫额定电流，指线圈允许通过的电流大小，通常用字母A、B、C、D、E分别表示，标称电流值为50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA 。额定电流是允许能通过一电感之连续直流电流强度，此直流电流的强度是基于该电感在******的额定环境温度中的******温升，额定电流与一电感由低的直流电阻以降低绕线的损失的能力有关，亦与电感驱散绕线的能量损失的能力有关，因此额定电流可借着降低直流电阻或增加电感尺寸来提高，对低频的电流波形，其均方根电流值可以用来代替直流额定电流，额定电流与电感的磁性并无关连。

9、饱和电流Isat

在电感上加一特定量的直流偏压电流，使电感的电感值下降，相对未加电流时的电感值下降10%(铁氧体磁芯)或20% (铁粉芯)，这个直流偏压电流就叫该电感的饱和电流。空芯、陶瓷芯电感是没有饱和电流的。

10、直流阻抗Rdc

电感的阻抗值是指其在电流下所有的阻抗的总和(复数) ,包含了交流及直流的部分，直流部分的阻抗值仅仅是绕线的直流电阻(实部)，交流部分的阻抗值则包括电感的电抗(虚部)。从这个意义上讲, 也可以把电感器看成是"交流电阻器”。电感通过直流电时的电阻值。这个参数影响******最直接的就是发热损耗，所以直流阻抗越小损耗越少。减小Rdc与尺寸小型化等条件略有冲突。只要从上述的满足电感、额定电流等必要特性的电感器当中，选定Rdc更小的产品即可。

11、阻抗频率特性

理想电感的阻抗随着频率增加而增加，然而实际电感由于寄生电容和寄生电阻的存在，在一定频率下呈现感性，超过一定频率呈容性，阻抗反而随着频率的增加而减小，这个频率就是转折频率。

12、居里温度

居里温度是铁芯的一个重要参数，超过此温度铁氧体磁芯将失去磁性。因此要注意电感的工作温度不能超过铁芯的居里温度。铁芯的磁导率一般在接近居里温度时会急速上升，因而电感值亦上升，居里温度导磁率降至很低，因而使电感值急速下降，当导磁率下降至室温下的10%时，其温度称之为居里温度。

13、测试频率

测试频率用来测量电感的电感值或Q值的频率，工业上常用的测试频率包括：1KHz、79.6KHz、252KHz、796KHz、2.52MHz、7.96MHz、25.2MHz、50MHz，现在的趋势是根据客户的使用频率作为测试频率。

14、铁芯损失（core loss）

铁芯损失，简称铁损，主要由涡流损与磁滞损造成。涡流损大小主要是看铁芯材料是否容易「导电」；若导电率高，即电阻率低，涡流损就高，如铁氧体的电阻率高，其涡流损就相对地低。涡流损也与频率有关，频率愈高，涡流损愈大，因此铁芯材料会决定铁芯适当的工作频率。一般而言，铁粉芯的工作频率可到1MHz，而铁氧体的工作频率则可到10MHz。若工作频率超过此频率，则涡流损会快速增加，铁芯温度也会提高。然而，随着铁芯材料日新月异，更高工作频率的铁芯应是指日可待。

另一个铁损是磁滞损，其与磁滞曲线所围之面积成正比，即与电流交流成分的摆动（swing）幅度有关；交流摆幅愈大，磁滞损也愈大。

在电感器之等效电路中，常用一个并联于电感的电阻来表示铁损。当频率等于SRF时，电感抗和电容抗抵消，等效电抗为零，此时电感器之阻抗即等效于此铁损电阻串联绕线电阻，且铁损电阻已远大于绕线电阻，所以在SRF时的阻抗就约等于铁损电阻。以一低压电感为例，其铁损电阻约在20kΩ左右，若以电感两端的有效值电压5V来估算，其铁损约为1.25mW，这也说明了铁损电阻愈大愈好。

15、封装结构（shield structure）

铁氧体电感的封装结构有非遮蔽式、加磁胶之半遮蔽式、与遮蔽式，而不论哪一种都存在相当的空气隙。显然此空气隙会有漏磁发生，且最坏的情况是会干扰周遭之小信号电路，或者，如果附近有导磁材料，其电感值也因此被改变。另一种封装结构为冲压式铁粉电感，由于电感内部没有间隙，且绕组结构扎实，因此磁场散逸问题较小。图10是利用RTO 1004示波器之FFT功能量测冲压式电感上方及侧边3mm处之漏磁场大小。表4列出不同封装结构电感的漏磁场大小比较，可看出非遮蔽式（non-shielded）电感之漏磁最严重；冲压式（molded）电感的漏磁最小。这两种结构的电感之漏磁场大小相差约14dB，也就是将近5倍。

16、耦合（coupling）

在一些应用当中，有时PCB上会有多组直流转换器，通常会相邻排列，且其对应之电感器也会相邻排列的情况，如果使用非遮蔽式或加磁胶之半遮蔽式的电感器，可能会相互耦合，形成EMI干扰。因此，在放置电感时，建议先标注电感的极性，将电感最内层之起绕点接到转换器之切换电压，如降压转换器的VSW，即动点，而将电感之外层出线端接到输出电容，即静点；铜线绕阻也因此如同形成一定程度的电场遮蔽。在多路转换器的布线安排中，固定电感的极性，有助于固定互感的大小，避免一些意想不到的EMI问题。

亚信科技版权与免责声明： ① 凡本网注明"来源：亚信科技"的所有作品，版权均属于亚信科技，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：亚信科技"。违者本网将追究相关法律责任。 ② 本网凡注明"来源：xxx（非本网）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。 ③ 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为默认亚信科技有权转载。

 

分享到