电感基本知识培训

关于电感基本知识培训第1页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三一.电感的定义、特性及应用1.什么是电感？2.Inductance电感(电感值);3.标准的电感值公差表示;4.电感的一般作用;5.电感测量注意事项.

二.材质(CORE)介绍三.各类电感简介四.电感器常用语表

第2页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三一.电感的定义及特性:1.

什么是电感？

在一导线中，流通电流，其周围产生磁场，利用其磁场，将能量储存于内部，该元器即为“电感”。第3页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三2、Inductance电感(电感值)

一电路之特性,能抑制流经之电流的改变,此电感值会受铁芯材质、铁芯之形状及尺寸、绕线的圈数及线圈的形状所影响.电感的标准单位为亨利(Henry),用字母H表示,电感的符号用L表示.

2.1.相关公式:L=AL•N

说明:AL:电感系数(nH/N)N:绕线圈数(Ts)L:电感(H)2.2.单位换算:

1H(Henry)=1000mH(Millihenry)=1000000uH(Microhenry)=1000000000nH(Nanohenry)22第4页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三3.标准的电感值公差通常用字母来表示(如下): 4.电感的一般作用:

扼流,匹配,储能,变压,滤波,谐振5.电感测量注意事项:

电感数值是衡量产品的重要的特性的电气参数,电感的测试条件应和变压器或电感器的工作条件相一致,由于变压器铁芯磁化曲线的非线性,当频率、交流电压、直流磁化电流变化时,铁芯的有效导磁率也随着变化,从而引起电感的变化.测试电感时必须具备以下条件:

a:测试频率;b:变压器或电感器两端交流电压;c:直流磁化电流(当有进直流磁化时).

因测试的电阻的数值的大小不同,测试的方法分为两种,当产品的电阻数值大于1KΩ时测试的方法采用并联测试,而产品的电阻小于1KΩ采用串联测试.第5页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三二.

材质(CORE)介绍硬磁(磁铁:已有极性N、S排列)

磁性镍钢材金属合金硅钢料纯铁(IRON)(Maganetic)铝铁软磁非晶质材锰锌(Mn-Zn)

镍锌(Ni-Zn)铁氧磁体

(Ferrite)镁锌铜锌硅钢、IRON、锰锌及镍锌为较普遍使用之磁性材料，以下各别说明:硅钢:一般制成EE或EI片，其堆栈成型，大大减少涡流损失，且高磁通藕合效果情况下，目前均使用于交流(AC)变压器上。

(AC110V~220V降为±24V、±12V或±9VAC)IRON:为压粉铁芯，顾名思义为铁粉，经模铸高压力成型后(约10几吨重力)，再以低温(＜2000C)烧结定型，(以环形居多)第6页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三由于本体导电，故最终仍需涂装(Coating)绝缘，但其电气特性、外观、尺寸及涂装颜色。其材质以数字代码且每种材质涂装颜色亦不同，故可轻易从外观判别。较常使用的材质为52材、26材、18材及08材。

52材:本体先涂装绿色后，再单边涂装蓝色

26材:本体先涂装黄色后，再单边涂装白色

18材:本体先涂装绿色后，再单边涂装红色08材:本体先涂装黄色后，再单边涂装红色由于IRON俱有高磁通饱合能力，可承受10A以上大电流，随着工艺和产品结构的不断改进,部分产品可以承受30A以上的电流,甚至更大。承受电流能力为:08材＞18材＞52材＞26材价格为:08材＞18材＞52材＞26材第7页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三目前市场压粉铁芯除IRON外，另有MPP等，其承受电流能力及温度特性均较IRON佳。但由于价格昂贵（价格:MPP＞IRON，两者相差5倍左右。），除非在不得己情况下使用，否则一般均以IRON设计。外观颜色:MPP:白色、蓝色、灰色。

第8页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三Mn-Zi，Ni-Zi:

锰锌及镍锌CORE为目前电感器广泛使用之铁氧体。其制程为粉末(赤红)经造粒，筛选后，模铸成型，送至氮气炉900℃

高温烧结定型，(锰锌烧结温度更高，且氮气炉不同)，其最终颜色为黑色。一般形状以环形、工字形(DR型)、磁珠型及圆柱型居多。锰锌﹕由于会导电，故仍需以Epoxy(环氧树脂)涂装，防止因绕线刮伤漆包线而与CORE导通，造成短路。

镍锌﹕本身不会导电，所以不需要涂装（有时为了不刮伤漆包线也会涂装），外观即可判别(黑色)。目前锰锌涂装颜色，并无一定标准，依照各厂商自行自订，较常见为绿色。另有一种最新涂装方式—分子滚动涂装，其颜色为透明且厚度薄(涂装)，一般使用于小型环状锰锌CORE上。μi为导磁率，即导引磁力线束之能力或效率，不同材质的CORE其μi皆不同。第9页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三锰锌的导磁率最高(μi=1000~20000)，其次为镍锌（μi=20~1800），最低为IRON(μi=200以下)。CORE本身有一特性，即材质导磁率(μi)愈高，则工作频率范围(即频宽)愈小。锰锌工作频率在400KHZ(赫兹)以内，故一般以电源(频率较低)噪声处理，或变压来使用，而镍锌则由于μi较低，故可以使用于更高的频率范围，可达MHZ以上。在工作电流大小而言(即耐流特性)，以IRON最高，锰锌次之，而镍锌较低。价格方面(同一尺寸、形状下)锰锌＞镍锌＞IRON故在实际的应用电路上，如何选择适当的材质(即工作在CORE频率范围内，最大工作电流不超过CORE额定，SIZE较小，价格便宜)，则相当重要。第10页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三三.各类电感简介1:工字型电感挡板(边)有效加强储能能力,改变EMI方向和大小,亦可降低RDC.它亦可说是讯号通讯电感跟POWER电感的一种结合.贴片式的工字型电感主要用于几百kHz至一两个MHz的较小型电源切换,如数码相机的LED升压,ADSL…等等的较低频部份的讯号处理或POWER用途.它的Q值有20～50左右,做为讯号处理颇为适合.RDC低,作为POWER也是十分好用.当然,很大颗的工字型电感,那肯定是POWER用途.工字型电感最大的缺点,仍是开磁路,有EMI的问题,2:色环电感色环电感是最简单的棒(工字)形电感的加工,主要是用作讯号处理;本身跟棒(工字)形电感的特性没有很大的差别,只是在本体表面用环氧树脂涂装,和加上一些颜色方便分辨感值;因单价十分便宜,现时比较不注重体积,以及仍可用插件的电子产品,使用色环电感仍然很多;因为是插件式,而且太传统了,被时代淘汰是时间早晚的事.第11页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三3:空芯电感空心电感主要是讯号处理用途,用作共振,接收,发射….等等.空气可应用在甚高频的产品,故此很多要求不太高的产品仍在使用.因为空气不是固定线圈的最佳材料,故此,在要求越来越严格的产品趋势上,发展有限!4:环形线圈电感环形线圈电感,是电感理论中很理想的形状,闭磁路,很少EMI的问题,充分利用磁路,容易计算,几乎理论上的好处,全归环形线圈电感,可是,有一个最大的缺点,就是不好绕线,制程多用人工处理.但用机器的话,环形绕线的竞争力,仍有待做机械和电子控制的工程师来提升.环形线圈电感虽然是电感中很理想的形状,但因为主要是人工绕线,作为讯号处理,因为要求较高,所以比较少用.但很小很小的环形线圈电感,却仍是用量十分大.主要是用在高频,高感的通讯产品上.环形线圈电感最大量的,是用铁粉芯作材料,跟树脂等混在一起，使得Airgap均匀分布在铁粉芯内部,做电感的,有一定的敏感度,当我们看到Airgap二字,就知道是用在power上.因此,铁粉芯环形线圈电感,是power电感最常用的一种.IDC可以达到10多安培.铁粉芯环形线圈电感的优点是环形,但缺点亦是环形.使用者最喜欢的形状是方形,因此,环形线圈电感并不是最具优势.第12页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三5：绕线片式陶瓷电感

电感采用陶瓷材料制成，为绕线结构，具有高Q值、高自谐频率、高精度的特点。端头镀金（也有镀锡），具有良好的焊接性能.通讯设备的高频线路,移动电话（如GSM/CDMA/PDC等制式）,蓝牙，无线网卡都有使用．6:贴片叠层高频电感贴片叠层高频电感,其实就是空心电感.特性完全相同,不过因为容易固定,可以小型化.贴片叠层高频电感跟空心电感比较：因为空气不是好的固定物,但空气的相对导磁率是一,在高频很好用,事实,世间绝大部份的物质,对导磁率都是一,最便宜的就是石头,贴片叠层高频电感的材质就是石头(石头就是硅).三氧化二铝等等的材质,也是一样的用意我们不单不希望贴片叠层高频电感的材质有特性,我们希望它完全没有特性更佳.使得贴片叠层高频电感特性完全像空心线圈,而且因为能固定,所以变异很小很小,在制程上,更可以尽量小型化.相同的阻抗,频率越高,代表电感值可以越小,现时通讯产品的频率就是越来越高,这代表,感值需求越来越小.感值越小,代表我们可以做得更小颗,更不用高导磁率的磁性材料,用空气,用石头就可以了.所以,贴片叠层高频电感的使用量一定会越来越大,贴片叠层高频电感跟贴片绕线式高频电感的比较：贴片叠层高频电感的Q值不够高,是最大的缺点,另外,因为高频产品的变异要求十分严格,所以,材质对温度的变化,也是台湾和中国大陆生产的贴片叠层高频电感,尚无法跟日系强烈对抗的重要原因!最后,因为感值会越来越小,精准度要求越来越高,贴片叠层高频电感会取代贴片绕线式高频电感,

第13页，讲稿共18页，2023年5月2日，星期三７：塑封电感电感采用铁氧体材料制成，为绕线结构，表面贴装产品，具有优良的焊接、低直流电阻和高额定电流的性能，适用于大电流线路。磁芯外封装塑料壳，有较好的耐热性和防震抗压功能。应用于数码照相机、硬盘驱动器、液晶显示器、ＤＶＢ、汽车电子等小型化电子设备

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