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电感器类型:终极指南

  • 发表时间:2021-10-15 08:21:41
  • 来源:本站
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电感器以大而缓慢而著称。因此,一些业余爱好者可能会避免使用它们——尤其是在开始时。但是,它们是关键的被动组件,值得学习。此外,并非所有电感器都是不灵活且笨重的,它们可能是电路板最重要的电子元件之一。但首先,您需要知道哪种类型的电感器最适合您的项目。 

电感器的类型

电感器有各种形状和尺寸。在本指南的这一部分中,我们将探索您可用的所有电感器类型,并讨论其特性、应用和结构。 

耦合电感

电感的种类--耦合电感/小变压器

资料来源:维基共享资源

耦合电感/小变压器

建造

耦合电感器由一个理想变压器和一个带有励磁电感的电感器组成,这两个元件组合在一起就形成了耦合电感器。与大多数电感器一样,耦合电感器使用磁化电感器组件来存储能量,同时变压器传输能量。然而,电感器的两个线圈通过我们称为互感/感应的现象增加了整体电磁渗透率。   

用途

我们通常在降压-升压 DC-DC 转换器中使用耦合电感,例如: 

  • 单端初级电感转换器

  • 反激式转换器

  • Ćuk 转换器 

示例规格

  • 核心容积: 0.121 升

  • 间隙长度: 

    • 边: 0 毫米

    • 中心: 26.6 毫米

  • 总重量: 910g

图表

耦合电感图

耦合电感图

资料来源:维基共享资源 

空心电感

电感器的种类--

彩色空心线圈电感 

建造

空心电感是最常见的电感类型之一。它通常使用陶瓷芯,因此,我们通常将其称为陶瓷芯电感器。然而,空气电感器也可以是无芯的。 

然而,陶瓷非磁芯空气电感器更可取。这是因为陶瓷磁芯赋予电感器形状并支撑它。此外,陶瓷是一种理想的材料,因为它的热膨胀系数,因此在使用线圈时可以提供高水平的稳定性。毫不奇怪,陶瓷是最普遍的核心材料之一。

此外,陶瓷没有磁性。因此,它具有零磁导率,不会存储残余能量或干扰组件的整体电感。在生产过程中,制造商会将电感器浸入蜡或清漆中以进一步稳定它。这个过程对于无芯空气电感器是必不可少的。 

用途

我们可以在电视等高频应用中使用空芯电感。其他值得注意的应用包括:  

  • 级间耦合

  • 20 Hz 至 1 MHz 之间的低频应用

  • 射频和中频调谐线圈

  • 滤波电路

示例规格

  • 工作温度: -40°C 至 125°C (+)

  • 公差: ± 2%、5% 和 10%

  • 范围: 1.65nH 至 538nH

  • 直流电阻: 0.4Ω

  • 线规: 18 AWG

图表

电感的种类--空心电感符号

空心电感符号

资料来源:维基共享资源 

叠片磁芯电感

电感器的种类--

ER 核心组件

资料来源:维基共享资源

建造

制造商通过在彼此顶部组织叠片来构建这些电感器的核心。这些叠片所包含的材料取决于电感器的规格和用途。因此,它可能由多种材料组成,所有材料都具有不同的厚度。 

然而,叠片往往是钢基的,它们之间有绝缘材料。因此,制造商必须将这些叠片与磁场平行排列,以防止涡流损耗。此外,叠片铁芯电感器的其他关键部件包括缠绕在骨架上的线圈

用途

我们通常在变压器中使用层压电感器。但是,您也可以在广泛的应用中使用它们,例如:

  • 线路滤波器

  • 噪音过滤器

  • 过滤器扼流圈

  • 电动汽车充电器/转换器

示例规格

  • 直流电流范围: 1.0 ADC 至 200 ADC

  • 电感范围:0.12 mHy 至 100 mH

  • 工作温度:高达 130°C 

图表

电感器的种类--

叠片磁芯电感

资料来源:维基共享资源

铁氧体磁芯电感

电感器的种类--

铁氧体磁珠无

资料来源:维基共享资源

建造

在外观上,铁氧体类似于陶瓷材料。然而,与陶瓷不同的是,它是一种含铁材料(铁磁)。这意味着当它处于磁场中时它会被磁化,并且当该区域被移除时它仍然保留这种磁性。

因此,它具有高电磁导率和低磁阻路径。由于铁芯材料由氧化铁组成,我们也可以指铁芯电感。  

有两种类型的铁氧体磁芯:

  • 软铁氧体:它只是暂时携带电磁。因此,当磁场减弱时,铁氧体失去磁性。因此,它可以反转磁极性。因此,这就是我们经常将其称为瞬态或临时磁铁的原因。  

  • 硬铁氧体:一种致密且坚固的材料,可在高达 180°C 的温度下工作。然而,与软铁氧体不同的是,它在去除磁场后仍保持磁性。因此,我们称它们为永磁体。

用途

我们可以在以下应用中使用铁氧体磁芯电感器: 

  • 圆周率过滤器 

  • 开关电路

  • 不同的频率范围

示例规格

  • 电感: 1400±25% nH

  • 工作频率范围:  ≥ 150 kHz

  • 工作温度: -25°C 至 ±180°C

  •  重量: 1.4g 至 27.6g

图表

电感的种类--磁性铁氧体电感图

磁性铁氧体电感图

资料来源:维基共享资源

电感器的类型 - 环形磁芯电感器 

环形磁芯电感器使用环形磁芯作为其磁芯。因此,您会注意到此列表中的大多数电感器类型的名称都基于主体使用的材料。然而,环形更多地指的是磁芯的形状而不是材料。 

环形是甜甜圈形结构——中间有一个孔的圆形。因此,电感线圈有多种尺寸和材料。因此,您可以找到采用铁氧体材料或粉芯产品(如 Kool Mµ)的环形电感器。

我们使用不同材料的原因是它们在不同频率和电感值下表现不同。然而,无论采用何种材料,环形磁芯电感器与其他电感器类型相比最显着的优势是较低的电磁干扰 (EMI)。 

虽然您可以在家中制作环形磁芯电感器,但在制造过程中您需要独特的绕组匹配。 

用途

环形磁芯电感器的应用可能包括:

  • 电源

  • 电子线路

  • 模拟电路

  • 通讯系统

  • 医疗设备

示例规格

  • 材料类型: 

    • 钼坡莫合金粉

    • 高通量(镍铁合金粉末)

    • Kool Mµ(铁、、硅合金粉末)

    • XFlux(硅铁合金粉)

    • Kool Mµ Max(铁、硅和铝合金)  

  • 渗透率: 14 – 300 H/m

  • 饱和度: 0.7~1.6T

交流磁芯损耗:从浅到高

图表

具有完全压铸磁场的环形磁芯电感器

具有完全压铸磁场的环形磁芯电感器

资料来源:维基共享资源

电感 器的种类——线轴电感器

线轴电感的集合

线轴电感的集合

资料来源:维基共享资源

线轴是一块圆柱形材料,可让您将线、胶带或铜线圈缠绕在其周围。同样,名称描述的是材料的形状,而不是材料本身。因此,由于其形状,我们也可以将这种类型的电感器称为鼓芯电感器。

一旦我们将线圈缠绕在鼓上,我们就使用收缩管将其固定到主体上。线轴可以有各种形状和材料类型。例如,它可能由铁磁材料、铁粉或镍铁合金组成。 

用途

我们主要在安装的印刷电路板上使用基于线轴的电感器其他电感应用包括:

  • 电源适配器

  • 圆周率过滤器

  • 滤波电路

  • 开关电源电路

示例规格

  • 材料类型:

    • 镍铁合金

    • 钴合金

    • 铁粉和镍粉

    • 铁氧体

标准电感: +/- 10%

外形因素:垂直和水平

图表

展示基于线圈的电感器基本结构的变压器

展示基于线圈的电感器基本结构的变压器

资料来源:维基共享资源

电感器的类型—— 轴向固定电感器

轴向固定电感器合集 

轴向固定电感器合集 

建造

轴向电感器看起来很像电阻器,因此,我们也可以将它们称为色环电感器。然而,它们通常具有围绕微型弯曲线轴状铁氧体材料的薄线圈。一旦我们将环包裹在核心周围,我们将引线连接到结构的两端。接下来,我们用绿色陶瓷或塑料绝缘材料对其进行模制。最后,我们根据电子工业协会 (EIA) 的规范和标准用环/带标记它。

这些环使我们能够辨别电感器或其电感的值。通常,您可以找到它们作为 4 环或 5 环电感器。不过,要计算电感的重要性,您应该参考EIA 颜色表。 

用途

轴向电感器一般为高频电感器。由于它们的尺寸和一般的稳健性,我们可以在多种应用中使用它们,例如: 

  • 电路板

  • 射频应用

  • 谐振电路

  • 降压-升压转换器

  • 使电路中的电流正常化

  • 滤波器电路和其他设计

示例规格

  • 工作温度:  -55°C 至 ± 105°C

  • 电感产品类型:

    • 通用电感器

    • 射频电感器

    • 功率电感器

  • 线圈和材料类型:

    • 扼流圈(功率、射频、散列和高频)

    • 模压

    • 线绕

    • 射频线圈

  • 电感范围: 1 nH 至 680 mH

  • 公差: 1% 至 20%

  • 最大直流范围: 2 mA 至 188 A

  • 直流电阻范围: 35 uΩ 至 1.2KΩ

电感器的类型 - 图表

通用RSA电感符号

通用RSA电感符号

来源:免费 SVG

电感器的种类—— 多层片式电感器

表面贴装多层电感器横截面 

表面贴装多层电感器横截面 

来源:维基共享资源

电感器类型 - 结构

顾名思义,多层片式电感器由多层组成。因此,这些层通常由陶瓷介电材料顶部的铁磁材料组成。此外,制造商将使用金属膏在这些铁磁片上印刷感应线圈。

一旦制造商正确放置了这些层,这些图案就会形成一个单一的线圈。然后制造商将模制并涂覆整个包装。在 MLCI 封装的每一侧,都有连接端子。尽管如此,我们也可以将这些类型的电感器简称为多层电感器。

用途

它们的紧凑性使我们能够在各种应用中使用多层片式电感器,例如: 

  • 可穿戴设备

  • 蓝牙设备

  • 移动设备

  • 会话边界控制器(SBC)

  • 电脑主板

  • 网络适配器

  • 通讯设备

示例规格

  • 电感范围: 0.3 nH 至 470 nH

  • 工作温度范围: -55°C 至 125°C+

  •  频率范围: 12 MHz 至 +65 MHz 

图表

多层陶瓷片式电感器结构

多层陶瓷片式电感器结构

来源:维基共享资源

其他值得注意的电感器类型

  • 无线充电线圈:它们由缠绕在铁氧体磁芯上的多股铜线组成。通常,我们将它们用于为移动设备无线充电。

  • 铁粉芯电感器:它们是由气隙隔开的铁磁芯电感器。因此,磁芯中的磁性材料促进了高水平的电磁导率。 

  • 薄膜电感器:它们使用基于薄膜的材料作为线圈。此外,它们非常小巧轻便。因此,我们可以将它们用于手机和其他便携式设备中的 DC 到 DC 转换器等应用中。此外,我们可以使用这些类型的电感器来创建谐振电路。 

  • 可变电感器:具有移动磁芯的可调电感器。因此,磁芯移入和移出电感线圈。因此,这允许设备改变电感水平。此外,我们也可以将它们称为可变铁氧体磁芯电感器。通常,可变电感的范围可以从 10 μH 到 100 mH。  

结论

在本指南中,我们探讨了一些最常见的电感器类型。您可能已经注意到,电感器类型的关键决定因素是其核心。如果您已经阅读了指南的这一部分,您应该对所有电感类型以及它们如何符合您的下一个项目有基本的了解。无论哪种方式,我们都希望您发现本指南对您有所帮助。感谢您的阅读。