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開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)中電感選型小竅門(mén)

電感是開(kāi)關(guān)電源中常用的元件,由于它的電流、電壓相位不同,所以理論上損耗為零。電感常為儲(chǔ)能元件,也常與電容一起用在輸入濾波和輸出濾波電路上, 用來(lái)平滑電流。電感也被稱為扼流圈,特點(diǎn)是流過(guò)其上的電流有“很大的慣性”。換句話說(shuō),由于磁通連續(xù)特性,電感上的電流必須是連續(xù)的,否則將會(huì)產(chǎn)生很大的電壓尖峰。
 
電感為磁性元件,自然有磁飽和的問(wèn)題。有的應(yīng)用允許電感飽和,有的應(yīng)用允許電感從一定電流值開(kāi)始進(jìn)入飽和, 也有的應(yīng)用不允許電感出現(xiàn)飽和,這要求在具體線路中進(jìn)行區(qū)分。大多數(shù)情況下,電感工作在“線性區(qū)”,此時(shí)電感值為一常數(shù),不隨著端電壓與電流而變化。但是,開(kāi)關(guān)電源存在一個(gè)不可忽視的問(wèn)題,即電感的繞線將導(dǎo)致兩個(gè)分布參數(shù)(或寄生參數(shù)),一個(gè)是不可避免的繞線電阻,另一個(gè)是與繞制工藝、材料有關(guān)的分布式雜散電容。雜散電容在低頻時(shí)影響不大,但隨頻率的提高而漸顯出來(lái),當(dāng)頻率高到某個(gè)值以上時(shí),電感也許變成電容特性了。如果將雜散電容“集中”為一個(gè)電容, 則從電感的等效電路可以看出在某一頻率后所呈現(xiàn)的電容特性。
電感的主要特性參數(shù)
1、電感量L
電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無(wú)關(guān)。除專門(mén)的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門(mén)標(biāo)注在線圈上,而以特定的名稱標(biāo)注。單位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
2、感抗XL
電感線圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL
3、品質(zhì)因素Q
品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。 線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電阻,骨架的介質(zhì)損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈,多股粗線圈均可提高線圈的Q值。
4、分布電容
又稱為固有電容或寄生電容,線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩(wěn)定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。
圖中的Cu為分布電容
5、允許誤差:電感量實(shí)際值與標(biāo)稱之差除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)。
6、額定電流:指線圈允許通過(guò)的最大電流,通常用字母A、B、C、D、E分別 表示,標(biāo)稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

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