电感的描述主要参数作用以及检测

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一、电感的描述

1.电感的定义

线圈中有电流通过时,就有磁通穿过线圈,这种磁通称做自感磁通,用符号ΦL表示。自感磁通穿过线圈的每一匝,彼此交链,把自感磁通与线圈匝数的乘积称做自感磁链,用符号ΨL表示为:

自感磁链

将线圈的自感磁链与线圈中电流的比值,称做线圈的自感系数或电感系数,简称电感,用符号L表示为:

电感实物图电感计算公式

在国际单位制中,电感L的单位为H(亨[利])。常用单位有mH(毫亨)和μH(微亨)。它们之间的关系是:

单位换算

2.自感电动势的大小和方向

线圈中有电流i,产生自感磁通ΦL,电流i的方向与自感磁通ΦL之间应符合右手螺旋定则。当线圈中的电流变化时,自感磁通ΦL随之变化,并在线圈中产生自感电动势eL。根据法拉第电磁感应定律和电感定义式,则:

自感电动势

自感电动势的方向与自感磁通之间应符合右手螺旋定则。电磁感应的全面知识

二、电感的主要参数

1.电感量

可分为静态电感量和动态电感量,是线圈本身的固有特性,与电流大小无关。

2.误差

常用误差值

3.直流电阻(DCR)

(1)指电感的漆包线直流电阻值;

(2)取决于电感线圈匝数、线径及漆包线的电阻率;

(3)希望越小越好。

4.额定电流

5.饱和电流

电感量下降至原来的70%的电流。

设计时要求取5%~20%的余量值。

6.品质因素

(1)Q值是表示线圈质量的一个物理量。Q=XL/R

(2)Q值是高频线圈选型时必须考量的一个参数。

三、电感的作用

1.储能

电感线圈在电路中是一种储能元件。

当线圈中的电流为i时,线圈中储存的磁场能为:

磁场能

2.振荡

3.延迟

4.陷波

5.滤波

滤波原理:当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流变化,当通过的电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加。同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感中,当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此经电感滤波后不但负载电流及电压的脉动减小,波形也变得平滑。而且,整流二极管的导通角增大。

四、电感的检测

假定一个线圈是由没有电阻的导线绕制的,在电路中不消耗电能,只有磁场能和电能之间的互相转换,则把这种只有电感的理想的线圈,称做电感元件。电感元件在电路中的图形和文字符号如图所示。

电感元件

在电子电路中,利用电感线圈“通直流,阻交流”的作用来进行分频和滤波,如用图所示高频扼流圈阻止高频信号通过,也可以用如图所示的线圈与电容器构成调谐或选频电路。

阻止高频信号通过调协、选频电路

1.质量检测

(1)先用万用表欧姆挡R×1挡去测量线圈的电阻值,如图所示。

判断电感好坏

(2)多个绕组的线圈,除测量其每组绕组的电阻外,还要用万用表测量绕组之间是否有短路现象。

(3)对具有铁芯或金属屏蔽罩的线圈,还要测量它的线圈与铁芯或金属屏蔽罩间是否短路,如图所示。

测量线圈与铁芯是否短路

五、扩展

电感在振荡电路和开关电源中用得最多。但是平时电路中还是用得不是很多,滤除电源干扰,磁珠用得相对多一点。磁珠是专门抑制信号线,电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还有吸收静态电流脉冲的能力。

在我们设计开关电源的时候,有时候会出现电感啸叫的现象,下面总结了啸叫的原因以及解决办法。

啸叫产生原因:

1.变压器浸漆不良;

2.PWMIC走线失误;

3.光耦工作电流走线失误;

4.基准稳压电源接地走线失误;

5.空载;

6.大功率开关电源短路;

7.选型出错。

啸叫解决办法:

1.提高输出开关电流的频率;

2.调整反馈电阻,改变电压调整灵敏度;

3.添加电容,降低电压调整灵敏度;

4.多加一级滤波;

5.电感改变选型。




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