電感器的主要作用是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離,、濾波或與電容器、電阻器等組成諧

　　二,、電感器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

　　電感器一般由骨架,、繞組、屏蔽罩,、封裝材料,、磁芯或鐵芯等組成。

　　1．骨架 骨架泛指繞制線圈的支架,。一些體積較大的固定式電感器或可調(diào)式電感器（如振蕩線圈,、阻流圈等），大多數(shù)是將漆包線（或紗包線）環(huán)繞在骨架上,，再將磁芯或銅芯,、銅芯等裝入骨架的內(nèi)腔，以提高其電感量,。

　　骨架通常是采用塑料,、膠木、陶瓷制成,，根據(jù)實(shí)際需要可以制成不同的形狀,。

　　小型電感器（例如色碼電感器）一般不使用骨架，而是直接將漆包線繞在磁芯上,。

　　空心電感器（也稱脫胎線圈或空心線圈,，多用于高頻電路中）不用磁芯、骨架和屏蔽罩等,，而是先在模具上繞好后再脫去模具,，并將線圈各圈之間拉開一定距離。

　　2．繞組 繞組是指具有規(guī)定功能的一組線圈,，它是電感器的基本組成部分,。

　　繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞（繞制時(shí)導(dǎo)線一圈挨一圈）和間繞（繞制時(shí)每圈導(dǎo)線之間均隔一定的距離）兩種形式,；多層繞組有分層平繞,、亂繞、蜂房式繞法等多種。

　　3．磁芯與磁棒 磁芯與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體（NX系列）或錳鋅鐵氧體（MX系列）等材料,，它

　　有“工”字形,、柱形、帽形,、“E”形,、罐形等多種形狀，如右圖所示,。

　　4．鐵芯 鐵芯材料主要有硅鋼片,、坡莫合金等，其外形多為“E”型,。

　　5．屏蔽罩 為避免有些電感器在工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響其它電路及元器件正常工作,，就為其增加了金屬屏幕罩（例如半導(dǎo)體收音機(jī)的振蕩線圈等）。采用屏蔽罩的電感器,，會(huì)增加線圈的損耗,，使Q值降低。

　　6．封裝材料 有些電感器（如色碼電感器,、色環(huán)電感器等）繞制好后,，用封裝材料將線圈和磁芯等密封起來。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹脂等,。

　　三,、電感器的種類

　　按結(jié)構(gòu)分類

　　電感器按其結(jié)構(gòu)的不同可分為線繞式電感器和非線繞式電感器（多層片狀、印刷電感等）,，還可分為固定式電感器和可調(diào)式電感器,。

　　按貼裝方式分：有貼片式電感器，插件式電感器,。同時(shí)對(duì)電感器有外部屏蔽的成為屏蔽電感器,，線圈裸露點(diǎn)一般稱為非屏蔽電感器。固定式電感器又分為空心電感器,、磁芯電感器,、鐵心電感器等，根據(jù)其結(jié)構(gòu)外形和引腳方式還可分為立式同向引腳電感器,、臥式軸向引腳電感器,、大中型電感器、小巧玲瓏型電感器和片狀電感器等,。

　　可調(diào)式電感器又分為磁心可調(diào)電感器,、銅心可調(diào)電感器、滑動(dòng)接點(diǎn)可調(diào)電感器,、串聯(lián)互感可調(diào)電感器和多抽頭可調(diào)電感器,。

　　按工作頻率分類

　　電感按工作頻率可分為高頻電感器,、中頻電感器和低頻電感器。

　　空心電感器,、磁心電感器和銅心電感器一般為中頻或高頻電感器，而鐵心電感器多數(shù)為低頻電感器,。

　　按用途分類

　　電感器按用途可分為振蕩電感器,、校正電感器、顯像管偏轉(zhuǎn)電感器,、阻流電感器,、濾波電感器、隔離電感電感器,、被償電感器等,。

        振蕩電感器又分為電視機(jī)行振蕩線圈、東西枕形校正線圈等,。

　　顯像管偏轉(zhuǎn)電感器分為行偏轉(zhuǎn)線圈和場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈,。

　　阻流電感器（也稱阻流圈）分為高頻阻流圈、低頻阻流圈,、電子鎮(zhèn)流器用阻流圈,、電視機(jī)行頻阻流圈和電視機(jī)場(chǎng)頻阻流圈等。

　　濾波電感器分為電源（工頻）濾波電感器和高頻濾波電感器等,。

　　四,、電感線圈的主要特性參數(shù)

　　電感器的主要參數(shù)有電感量、允許偏差,、品質(zhì)因數(shù),、分布電容及額定電流等。

　　1,、電感量 L

　　電感量也稱自感系數(shù),，是表示電感器產(chǎn)生自感應(yīng)能力的一個(gè)物理量。

        環(huán)形電感電感量L 表示線圈本身固有特性,，與電流大小無關(guān),。除專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標(biāo)注在線圈上,，而以特定的名稱標(biāo)注,。

　　電感器電感量的大小，主要取決于線圈的圈數(shù)（匝數(shù)）,、繞制方式,、有無磁心及磁心的材料等等。通常,，線圈圈數(shù)越多,、繞制的線圈越密集,，電感量就越大。有磁心的線圈比無磁心的線圈電感量大,；磁心導(dǎo)磁率越大的線圈,，電感量也越大。

　　電感量的基本單位是亨利（簡(jiǎn)稱亨）,，用字母“H”表示,。常用的單位還有毫亨（mH）和微亨（μH），它們之間的關(guān)系是：

　　1H=1000mH

　　1mH=1000μH

　　2,、感抗 XL

　　電感線圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,，單位是歐姆。它與電感量L 和交流電頻率f 的關(guān)系為XL=2πfL

　　3,、允許偏差

　　允許偏差是指電感器上標(biāo)稱的電感量與實(shí)際電感的允許誤差值,。

　　一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高，允許偏差為±0.2%~±0.5%,；而用于耦合,、高頻阻流等線圈的精度要求不高；允許偏差為±10%~15%,。

　　4,、品質(zhì)因素 Q

　　品質(zhì)因素Q 是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)物理量，Q 為感抗XL 與其等效的電阻的比值,，即：Q=XL/R,。 線圈的Q 值愈高，回路的損耗愈小,。線圈的Q 值與導(dǎo)線的直流電阻,，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,，高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān),。線圈的Q 值通常為幾十到幾百。

　　5,、分布電容

　　線圈的匝與匝間,、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容,。分布電容的存在使線圈的 Q 值減小,，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好,。

　　6,、額定電流

　　額定電流是指電感器有正常工作時(shí)反允許通過的最大電流值。若工作電流超過額定電流,，則電感器就會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變,，甚至還會(huì)因過流而燒毀,。

        環(huán)形電感

　　五、常用線圈

　　1,、單層線圈

　　單層線圈是用絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上,。如晶體管收音機(jī)中波天線線圈。

　　2,、蜂房式線圈

　　如果所繞制的線圈,，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交成一定的角度,，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周,，導(dǎo)線來回彎折的次數(shù),，常稱為折點(diǎn)數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點(diǎn)是體積小,，分布電容小,，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機(jī)來繞制,，折點(diǎn)越多,，分布電容越小

　　3、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

　　線圈的電感量大小與有無磁芯有關(guān),。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯,，可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。

　　4,、銅芯線圈

　　銅芯線圈在超短波范圍應(yīng)用較多,，利用旋動(dòng)銅芯在線圈中的位置來改變電感量，這種調(diào)整比較方便,、耐用,。

　　5、色碼電感器

　　色碼電感器是具有固定電感量的電感器,，其電感量標(biāo)志方法同電阻一樣以色環(huán)來標(biāo)記,。

　　6、小型固定電感器

　　小型固定電感器通常是用漆包線在磁芯上直接繞制而成,，主要用在濾波,、振蕩,、陷波、延遲等電路中,，它有密封式和非密封式兩種封裝形式,，兩種形式又都有立式和臥式兩種外形結(jié)構(gòu)。

　　1．立式密封固定電感器 立式密封固定電感器采用同向型引腳,，國(guó)產(chǎn)電感量范圍為0.1~2200μH（直標(biāo)在外殼上），額定工作電流為0.05~1.6A,，誤差范圍為±5%~±10%,，進(jìn)口的電感量,，電流量范圍更大,，誤差則更小,。進(jìn)口有TDK系列色碼電感器，其電感量用色點(diǎn)標(biāo)在電感器表面,。

　　2．臥式密封固定電感器 臥式密封固定電感器采用軸向型引腳,，國(guó)產(chǎn)有LG1.LGA,、LGX等系列,。

　　LG1系列電感器的電感量范圍為0.1~22000μH（直標(biāo)在外殼上），額定工作電流為0.05~1.6A,，誤差范圍為±5%~±10%,。

　　LGA系列電感器采用超小型結(jié)構(gòu)，外形與1/2W色環(huán)電阻器相似,，其電感量范圍為0.22~100μH（用色環(huán)標(biāo)在外殼上）,，額定電流為0.09~0.4A。

　　LGX系列色碼電感器也為小型封裝結(jié)構(gòu),，其電感量范圍為0.1~10000μH，額定電流分為50mA,、150mA、300mA和1.6A四種規(guī)格,。

　　7,、可調(diào)電感器

　　常用的可調(diào)電感器有半導(dǎo)體收音機(jī)用振蕩線圈,、電視機(jī)用行振蕩線圈,、行線性線圈,、中頻陷波線圈、音響用頻率補(bǔ)償線圈,、阻波線圈等,，如下圖所示。

 可調(diào)電感器

        1）．半導(dǎo)體收音機(jī)用振蕩線圈 此振蕩線圈在半導(dǎo)體收音機(jī)中與可變電容器等組成本機(jī)振蕩電路,，用來產(chǎn)生一個(gè)輸入調(diào)諧電路接收的電臺(tái)信號(hào)高出465kHz的本振信號(hào),。其外部為金屬屏蔽罩,，內(nèi)部由尼龍襯架、工字形磁心,、磁帽及引腳座等構(gòu)成,，在工字磁心上有用高強(qiáng)度漆包線繞制的繞組,。磁帽裝在屏蔽罩內(nèi)的尼龍架上,，可以上下旋轉(zhuǎn)動(dòng),，通過改變它與線圈的距離來改變線圈的電感量,。電視機(jī)中頻陷波線圈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與振蕩線圈相似,，只是磁帽可調(diào)磁心,。

　　2）．電視機(jī)用行振蕩線圈 行振蕩線圈用在早期的黑白電視機(jī)中,，它與外圍的阻容元件及行振蕩晶體管等組成自激振蕩電路（三點(diǎn)式振蕩器或間歇振蕩器,、多諧振蕩器）,，用來產(chǎn)生頻率為15625HZ的的矩形脈沖電壓信號(hào),。該線圈的磁心中心有方孔,，行同步調(diào)節(jié)旋鈕直接插入方孔內(nèi),，旋動(dòng)行同步調(diào)節(jié)旋鈕,，即可改變磁心與線圈之間的相對(duì)距離，從而改變線圈的電感量,，使行振蕩頻率保持為15625HZ，與自動(dòng)頻率控制電路（AFC）送入的行同步脈沖產(chǎn)生同步振蕩,。

　　3）．行線性線圈 行線性線圈是一種非線性磁飽和電感線圈（其電感量隨著電流的增大而減?。话愦?lián)在行偏轉(zhuǎn)線圈回路中,，利用其磁飽和特性來補(bǔ)償圖像的線性畸變,。

　　行線性線圈是用漆包線在“工”字型鐵氧體高頻磁心或鐵氧體磁棒上繞制而成，線圈的旁邊裝有可調(diào)節(jié)的永久磁鐵,。通過改變永久磁鐵與線圈的相對(duì)位置來改變線圈電感量的大小，從而達(dá)到線性補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

　　8,、偏轉(zhuǎn)線圈

　　偏轉(zhuǎn)線圈是電視機(jī)掃描電路輸出級(jí)的負(fù)載，偏轉(zhuǎn)線圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高,、磁場(chǎng)均勻,、Q 值高、體積小,、價(jià)格低,。

　　偏轉(zhuǎn)線圈是電視機(jī)顯像管的附屬部件,，它包括行偏轉(zhuǎn)線圈和場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈，均套在顯像管的管頸（錐體部位）上,，用來控制電子束的掃描運(yùn)動(dòng)方向,。行偏轉(zhuǎn)線圈控制電子束作水平方向掃描，場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈控制電子束作垂直方向掃描,。右圖是偏轉(zhuǎn)線圈的外形及結(jié)構(gòu)。

        偏轉(zhuǎn)線圈外形

        偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)

　　9、阻流電感器

　　阻流電感器是指在電路中用以阻塞交流電流通路的電感線圈,，它分為高頻阻流線圈和低頻阻流線圈,。

　　1．高頻阻流線圈 高頻阻流線圈也稱高頻扼流線圈,，它用來阻止高頻交流電流通過。

　　高頻阻流線圈工作在高頻電路中,，多用采空心或鐵氧體高頻磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成,，線圈采用蜂房式分段繞制或多層平繞分段繞制。

　　2．低頻阻流線圈 低頻阻流線圈也稱低頻扼流圈,，它應(yīng)用于電流電路,、音頻電路或場(chǎng)輸出等電路，其作用是阻止低頻交流電流通過,。

　　通常,，將用在音頻電路中的低頻阻流線圈稱為音頻阻流圈，將用在場(chǎng)輸出電路中的低頻阻流線圈稱為場(chǎng)阻流圈,，將用在電流濾波電路中的低頻阻流線圈稱為濾波阻流圈,。

　　低頻阻流圈一般采用“E”形硅鋼片鐵心（俗稱矽鋼片鐵心）、坡莫合金鐵心或鐵淦氧磁心,。為防止通過較大直流電流引起磁飽和,，安裝時(shí)在鐵心中要留有適當(dāng)空隙,。

　　六,、自感與互感

　　自感

　　當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)，線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí),，其周圍的磁場(chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，此變化的磁場(chǎng)可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感生電動(dòng)勢(shì)）（電動(dòng)勢(shì)用以表示有源元件理想電源的端電壓）,，這就是自感。

　　互感

　　兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí),，一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈,，這種影響就是互感,?；ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器,。

　　七、最小值與最大值

　　電感L的最小值由所需維持的最小負(fù)載電流的要求來決定,。流過電感L的電流分為連續(xù)和不連續(xù)兩種工作情況,。不管是哪種情況，只要是輸入,、輸出電壓保持不變，則電流波形的斜率也不會(huì)因?yàn)樨?fù)載電流的減小而改變,。

　　如果負(fù)載電流I。逐漸減小,，在電感L中的波動(dòng)電流最小值剛好為零時(shí),，定義為臨界電流Ioc則Ioc應(yīng)等于電流峰一峰值的－半,，即

　　Ioc=1/2△iL

　　當(dāng)Io < Ioc時(shí)，iL將進(jìn)人不連續(xù)狀態(tài)Io ≥ Ioc時(shí)iL為連續(xù)狀態(tài),。

　　單端正激式轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)控制電路如圖所示,。圖中Cc為去磁復(fù)位繞組△的分布電容。連續(xù)狀態(tài)的傳遞函數(shù)有兩個(gè)極點(diǎn),；不連續(xù)狀態(tài)的傳遞函數(shù)只有一個(gè)極點(diǎn),，如果想在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中都能穩(wěn)定地工作,，就必須要進(jìn)行小心細(xì)致的設(shè)計(jì)。

　　單端正激式轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)控制電路

　　L值的另一個(gè)限制因素將出現(xiàn)在應(yīng)用于多組輸出電壓的情況,。因?yàn)榭刂骗h(huán)只與－個(gè)相關(guān)的輸出端閉環(huán),，當(dāng)此輸出端電流低于臨界值時(shí),，占空比將減少以保持此輸出端的電壓不變,。對(duì)于其他的輔助輸出端，假定其所帶的是恒定負(fù)載,，在上述占空比下降的情況下,，其電壓也下降,。很明顯這不是所希望的,，因此在多組輸出電壓時(shí),，為了保持輔助輸出電壓不變，電感L的值應(yīng)大于所需的最小值,。也就是說,，如果輔助電壓要保持在一定的波動(dòng)范圍內(nèi)時(shí)，則主輸出的電感必須一直超過臨界值,，即一直在連續(xù)狀態(tài),。

　　電感的最大值一般受效率、體積和造價(jià)的限制,，帶直流電流運(yùn)行的大電感的造價(jià)是昂貴的,。從J眭能上來看，電感L過大將使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反應(yīng)速度減慢,。因?yàn)檫^大的L在負(fù)載出現(xiàn)較大的瞬態(tài)變化時(shí)限制了輸出電流的最大變化率,。

　　八、共模電感

　?。ㄒ唬?、初識(shí)共模電感

　　共模電感（Common mode Choke），也叫共模扼流圈,，常用于電腦的開關(guān)電源中過濾共模的電磁干擾信號(hào),。在板卡設(shè)計(jì)中，共模電感也是起EMI濾波的作用,，用于抑制高速信號(hào)線產(chǎn)生的電磁波向外輻射發(fā)射,。

　　小知識(shí)：EMI（Electro Magnetic Interference，電磁干擾）

　　計(jì)算機(jī)內(nèi)部的主板上混合了各種高頻電路,、數(shù)字電路和模擬電路,，它們工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高頻電磁波互相干擾，這就是EMI,。EMI還會(huì)通過主板布線或外接線纜向外發(fā)射,，造成電磁輻射污染，不但影響其他的電子設(shè)備正常工作,，還對(duì)人體有害,。

　　PC板卡上的芯片在工作過程中既是一個(gè)電磁干擾對(duì)象，也是一個(gè)電磁干擾源,?？偟膩碚f，我們可以把這些電磁干擾分成兩類：串模干擾（差模干擾）與共模干擾（接地干擾）。以主板上的兩條PCB走線（連接主板各元件的導(dǎo)線）為例,，所謂串模干擾,，指的是兩條走線之間的干擾；而共模干擾則是兩條走線和PCB地線之間的電位差引起的干擾,。

　　串模干擾電流作用于兩條信號(hào)線間,，其傳導(dǎo)方向與波形和信號(hào)電流一致；共模干擾電流作用在信號(hào)線路和地線之間,，干擾電流在兩條信號(hào)線上各流過二分之一且同向,，并以地線為公共回路。

　　串模干擾和共模干擾

　　如果板卡產(chǎn)生的共模電流不經(jīng)過衰減過濾（尤其是像USB和IEEE 1394接口這種高速接口走線上的共模電流）,，那么共模干擾電流就很容易通過接口數(shù)據(jù)線產(chǎn)生電磁輻射-在線纜中因共模電流而產(chǎn)生的共模輻射,。美國(guó)FCC、國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì)的CISPR22以及我國(guó)的GB9254等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等都對(duì)信息技術(shù)設(shè)備通信端口的共模傳導(dǎo)干擾和輻射發(fā)射有相關(guān)的限制要求,。

　　為了消除信號(hào)線上輸入的干擾信號(hào)及感應(yīng)的各種干擾,，我們必須合理安排濾波電路來過濾共模和串模的干擾，共模電感就是濾波電路中的一個(gè)組成部分,。

　　共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向?yàn)V波器：一方面要濾除信號(hào)線上共模電磁干擾,，另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾，避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作,。

　　上圖是我們常見的共模電感的內(nèi)部電路示意圖,，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，還可以采用多級(jí)共模電路來更好地濾除電磁干擾,。此外,，在主板上我們也能看到一種貼片式的共模電感，其結(jié)構(gòu)和功能與直立式共模電感幾乎是一樣的,。

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