电感详解
电感分为线性电感和非线性电感:
非线性电感. :用导磁材料做芯的电感才会磁饱和.电感值会随着电流的增大而增大,而磁饱和后电感值大小随电流的增加变化变得很小,趋于一定值.这样的电感是非线性电感.
线性电感: 无导磁材料的电感,比如空心线圈,它的电感是一定值,这样的电感不存在磁饱和现象,属于线性电感.
磁饱和就现象就如往一杯水中不断加入糖,糖被水溶解,但是糖过多时,水再也不能将继续加入的糖溶解。也就是这杯水达到了所能溶解的最多的糖后,我们说这杯水中的糖已经“饱和”。
同样,电流产生磁场。电感中,电流增加,磁场强度也增加。但增加不是无限制的,当电感中的导磁体内磁场达到某一水平时,电流的增加不能再使磁场强度增加。这时,认为此电感达到“磁饱和”,而使电感达到磁饱和时的电流强度,被认为是该电感的饱和电流。
一般来说,电感器工作电流超过饱和电流,或导磁体,如变压器铁心,导磁率太低,体积不够,磁力线密度太大,都容易造成磁饱和。
简单的讲,如果一个铁心线圈加上电流,随着电流加大,产生的磁场也会加强。当电流达到一定程度之后,产生的磁场不再继续加强。此时铁心线圈就进入到饱和区,铁心处于饱和状态。
如果一个变压器初级通过的电流已经让铁心饱和,从能量传递的角度看,初级的能量不可能传递到次级。同样道理,如果是一个线圈,在饱和状态自感作用将会大大减少甚至消失,电感作用的减少或消失,剩下的就是线圈的直流电阻,通过的电流当然就会增大导致连接的器件过流损坏.
当然,如果巧妙的利用这一特性,当与其他元件或电路组合之后,选取电流磁场曲线的某一区域,就可以成功的用来完成特定的电路任务。
简单举一个例子,两个铁心线圈串联,一个设计在临界饱和区域,一个远离饱和点。在两端加上交流电,当这个电压变化时,远离饱和点的线圈两端电压随着交流电的变化而变化,临界饱和的那只线圈就不是这样了,分析一下就可以知道了。当电感的磁饱和后,电感量急剧下降,可以控制二次输出的大小。例如, 磁放大器是利用可控饱和电感导通延时的物理特性,控制开关电源的占空比和输出功率。该开关特性受输出电路反馈信号的控制,即利用磁芯的开关功能,通过弱信号来实现电压脉冲脉宽控制以达到输出电压的稳定。在可控饱和电感上加上适当的采样和控制器件,调节其导通延时的时间,就可以构成最常见的磁放大器稳压电路。
电感的“分布电容”
电感线圈匝与匝之间、层与层之间、线圈与地之间以及线阳与屏蔽盒之间所具有的电容,统称为电感线固的分布电容,用Co表示.它和线圈可以等效为一个由L、R 、Co组成的并联谐振回路,其谐振频率为
fo称为电感线圈的固有频率为了保证线圈有效电感量的稳定,使用电感线圈时,应使工作频率远低于线圈的固有频率。需要指出的是,分布电容的存在会降低电感线圈的稳定性,故应采取有效措施降低电感线圈的分布电容,如采用蜂房式绕法或减少线圈骨架的直径,用细导线绕制等。
这些小的分布参数对于在较低频率的电路中是可以忽略不计的;而在高频电路中则必须予以注意。
电感的直流阻抗DC Resistance (DCR)
电感线圈在非交流电下量得之电阻,在电感设计中,直流电阻愈小愈好,其量测单位为欧姆,通常以其最大值为标注.
电感的阻抗Impedance
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份,直流部份的阻抗值仅仅是绕线的直流电阻(实部),交流部份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”.
环境因素对电感的影响
电感量和温度是有曲线图的,温度过高或过低都会导致电感量下降,在规格范围之内则正常,超出规格标称范围的,属于不合格品。正常规格为-40~120度(含自身的温升)。
电感的老化测试
有高温,低温,高底温冲击,恒温恒湿,高温通电,恒温恒湿通电,振动等
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