一、電感作用簡(jiǎn)言之即：

那么從頭說(shuō)起電感呢？這個(gè)圖文并茂很贊！

TDK的幾種電感類型

接下來(lái)我們更加詳細(xì)的了解一下電感的基本特性，然后根據(jù)上面圖示中的幾大類應(yīng)用分別作出解釋。線圈的等效模型：

而理想的電感則是忽略了RC，因此實(shí)際的電感會(huì)表現(xiàn)出RLC三種特性，這和電阻、電容的特性是一樣的。實(shí)際上可以把阻容感理解成在不同頻率下表現(xiàn)不同特性的一個(gè)器件，在頻域在上分析特性會(huì)很清晰。

那么我們?nèi)绾卫秒姼械牟煌匦詠?lái)作不同應(yīng)用呢？下面的圖和公式就很明白了！

以上三種應(yīng)用就是功率應(yīng)用和信號(hào)應(yīng)用，具體說(shuō)來(lái)電感的功率應(yīng)用偏向的是阻抗設(shè)計(jì)，功率應(yīng)用偏向的是電壓和電流的功率設(shè)計(jì)。二、電感的信號(hào)處理應(yīng)用1、信號(hào)消除所謂的信號(hào)消除就是電感的阻抗設(shè)計(jì)，如圖電感會(huì)在某一頻率下呈現(xiàn)阻抗最大值，這樣就可以阻擋特定頻率的信號(hào)通過(guò)。如磁珠的原理。單獨(dú)信號(hào)線上添加電感進(jìn)行的是差模處理，而共模電感則是連接在兩條線上，利用正反向電流的感應(yīng)磁場(chǎng)相消除，來(lái)消除信號(hào)線對(duì)地的共模干擾。

2、信號(hào)挑選其實(shí)也是信號(hào)消除，不過(guò)是涉及到通帶的設(shè)計(jì)，如配合電容可以實(shí)現(xiàn)特定頻率信號(hào)的濾波處理，得到有用信號(hào)。LC濾波器在低頻時(shí)會(huì)因?yàn)樾枰箅姼卸苌龠x擇，在高頻時(shí)因?yàn)樘囟ǖ腖需要繞制等原因應(yīng)用的也不多，L的Q值使得濾波不夠陡峭，但是LC具有相比于RC形式具有低損耗的優(yōu)點(diǎn)，在一些功率信號(hào)的濾波中就有很好的應(yīng)用。

三、電感的功率處理應(yīng)用電感在功率設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更加多樣和復(fù)雜，涉及到EMI的問(wèn)題，也更值得注意，我也是因?yàn)樽罱袀€(gè)相關(guān)問(wèn)題才決定寫(xiě)這篇總結(jié)的！現(xiàn)在重點(diǎn)學(xué)習(xí)一下電感在電源設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問(wèn)題。

1、功率電感的參數(shù)：

1.1 L值：即無(wú)電流時(shí)的電感量，實(shí)際上通過(guò)電流時(shí)會(huì)小一點(diǎn)。

1.2 直流DCR：即電感的直流損耗，這個(gè)值會(huì)隨溫度升高變化較大，因此做好散熱避免過(guò)度高溫很重要。

如公式： Ro=Rdc*(1+（T-20）/234.5)= Rdc*(1+ΔT*0.0043)

1.3 飽和電流Isat：一般指電感量衰減20%時(shí)的直流電流值。飽和電流隨溫度、材料等變化。

1.4 紋波電流I：是指電感上電流的交流值大小，紋波過(guò)大會(huì)導(dǎo)致交流損耗大，影響壽命。在DC/DC中紋波電流小卻需要大體積電感。

1.5 峰值電流Ipk：電感能通過(guò)的最大電流。

1.6 工作頻率F：工作頻率越大可以實(shí)現(xiàn)L越小，但是交流損耗變大。

2、功率電感的材料：對(duì)于電感而言不同的磁芯材料對(duì)特性影響非常大。

2.1 鎳鋅鐵氧體：電阻率極高，應(yīng)用頻率0.1~100MHz，目前小功率電感多用該材料。

2.2 鋅錳鐵氧體：主要分為高導(dǎo)鐵氧體、功率鐵氧體和溫度穩(wěn)定性鐵氧體。應(yīng)用頻率10KHz~4MHz，具有硬飽和特性即電感隨電流增大陡然下降。常用于共模電感。

2.4 鐵粉芯：鐵粉和粉末結(jié)合體，因?yàn)樘烊坏臍庀恫恍枰_(kāi)氣隙，EMC特性好，性價(jià)比比較高。

3、磁性材料的幾個(gè)參數(shù)簡(jiǎn)單說(shuō)明：

3.1 磁導(dǎo)率：就是導(dǎo)通磁力線的能力，即磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值，μ=dB / dH。

3.2 磁芯的氣隙：就是在磁芯中留個(gè)空氣空間，利用空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)小于磁芯材料來(lái)將將能量存在氣隙上，從而避免磁飽和，但是容易增加損耗。

3.3 磁滯：就是磁性從零到飽和與從飽和到零并不是同一條線。

3.4 居里溫度：簡(jiǎn)單說(shuō)就是在特定溫度條件下，磁性材料會(huì)失去磁性（由鐵磁體到順磁體的溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)）。

4、DC/DC應(yīng)用中的電感設(shè)計(jì)在DC/DC電源中我們經(jīng)常用到電感，那么這個(gè)電感到底如何設(shè)計(jì)呢？簡(jiǎn)單的根據(jù)DataSheet來(lái)選個(gè)值明顯不能學(xué)到解決問(wèn)題的能力，一步步知其所以然很重要。先以常見(jiàn)的降壓BUCK電路為例：

在開(kāi)關(guān)模式下，Q1打開(kāi)時(shí)電流正向流過(guò)電感到負(fù)載到地。當(dāng)Q1關(guān)閉時(shí)，L的電壓不能突變，存儲(chǔ)的能量相當(dāng)于一個(gè)電源，負(fù)載端為正，電流依然正向流過(guò)負(fù)載，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)被稱為續(xù)流二極管的CR1回到電感L的負(fù)極，完成Q1關(guān)斷時(shí)的能量傳輸。這個(gè)過(guò)程中明顯，電感中的電流是不斷變化的，實(shí)際上又分CCM/DCM幾種形式，后續(xù)細(xì)講。

利用公式我們來(lái)計(jì)算電感的值設(shè)計(jì)：

公式比較簡(jiǎn)單，繼續(xù)由公式來(lái)分析特性：

可見(jiàn)，電感上的紋波電流與電感值大小密切相關(guān)，電感越大，紋波電流越小。這里我們是不是就可以選一個(gè)很好的電感了呢？顯然不是！這里涉及的就是功率電感的關(guān)鍵參數(shù)：飽和電流以及溫升電流。飽和電流：就是電感電流過(guò)大時(shí)電感值會(huì)減小，一般以減小30%為界。溫升電流：其實(shí)和飽和電流類似，溫度升高一定值時(shí)的電流值。鐵芯電感的磁路面積越小，匝數(shù)越多，流過(guò)的電流越大，就越容易磁飽和。以空芯線圈為例看看電感計(jì)算公式：

提高飽和電流的方式有增大線徑、換磁芯等。回來(lái)繼續(xù)，那么如果電感的值過(guò)大是否更好？除了體積增大之外，電感量增大意味著匝數(shù)增多，那么飽和電流就會(huì)降低！影響大電流使用！而且，大電感影響環(huán)路帶寬，也就是使負(fù)載響應(yīng)會(huì)變慢。所以電感的取值有范圍要求。這個(gè)上下限根據(jù)紋波電流來(lái)確定，紋波電流最高點(diǎn)(一般算10%左右)就是電感值最大點(diǎn)，反之就是最小點(diǎn)。

以上就可以清晰明白一個(gè)DC/DC電路中的電感選擇計(jì)算了，其實(shí)就是依據(jù)基本公式而已。升壓電路BOOST類似。

四、應(yīng)用問(wèn)題：

1、電感發(fā)熱：選型不對(duì)，額定工作電流小。

2、部分貼片式外殼容易損壞，磕碰易碎。

3、焊接時(shí)注意高溫控制，避免損壞。物理?yè)p壞是比較重要的原因。

五、小結(jié)：

以上終究還是比較淺的學(xué)習(xí)了一些電感的應(yīng)用知識(shí)，主要因?yàn)槲夷壳爸饕€是關(guān)注在電源應(yīng)用這一塊，總之，學(xué)無(wú)止境，誓死方休！