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01 電感基礎(chǔ)知識與重要性

電感是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲起來的元件，結(jié)構(gòu)類似于變壓器，但只有一個繞組。它具有一定的電感，特性是通直流，阻礙交流當(dāng)電流流過導(dǎo)體時，會產(chǎn)生電磁場，電感就是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量；給一個線圈通入電流，線圈周圍就會產(chǎn)生磁場，有磁通量通過，通入的電流越大，磁場越強(qiáng)，磁通量越大，通過線圈的磁通量和通入的電流成正比，它們的比值叫做自感系數(shù)，也就是電感

1.1 電感的作用

通直流，阻交流：對交流信號進(jìn)行隔離、濾波，或與電容器、電阻器等組成諧振電路 ，對交流有限流作用，與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等；調(diào)諧與選頻：電感線圈與電容器并聯(lián)可組成LC調(diào)諧電路，當(dāng)電路的固有振蕩頻率與非交流信號的頻率相等時，回路的感抗與容抗也相等，電磁能量就在電感、電容之間來回振蕩，即LC回路的諧振現(xiàn)象。諧振時回路總電流的感抗最小，電流量最大，所以LC諧振電路具有選擇頻率的作用，能將某一頻率的交流信號選擇出來

篩選信號、過濾噪聲、穩(wěn)定電流及抑制電磁波干擾：如磁環(huán)電感與連接電纜構(gòu)成一個電感器，是電子電路中常用的抗干擾元件，對于高頻噪聲有很好的屏蔽作用。正常有用的信號能順利通過，又能很好地抑制高頻干擾信號

1.2 電感在電路中的應(yīng)用

1. 在通信電路中，電感用于信號的濾波、選頻，確保信號的穩(wěn)定傳輸，比如在射頻電路中實(shí)現(xiàn)偏置、匹配、濾波等功能，保障無線通信的質(zhì)量
2. 在電源電路里，電感發(fā)揮著儲能和濾波的作用，常見于DC- DC轉(zhuǎn)換電路，通過積累并釋放能量來保持連續(xù)的電流，穩(wěn)定電源輸出，減少電壓波動和噪聲
3. 在各類電子設(shè)備中，如手機(jī)、電腦、電視等，電感都起著不可或缺的作用，從主板上的電源管理到信號處理，都離不開電感的參與，影響著設(shè)備的性能和穩(wěn)定性

02 選型前的準(zhǔn)備工作

明確電路需求

2.1 確定電路的工作頻率范圍至關(guān)重要，因?yàn)椴煌l率下電感的性能表現(xiàn)不同，比如高頻信號用電感，其工作頻率通常較高，一般在1GHz以上，諧振頻率可以高達(dá)12GHz；而一般信號用電感工作頻率相對較低，諧振頻率點(diǎn)一般在幾百兆赫茲之內(nèi)

2.2 了解電路對信號完整性的要求，若是對信號精度和穩(wěn)定性要求高的電路，就需要選擇能保障信號高質(zhì)量傳輸?shù)碾姼?，避免信號失真和干擾

考慮環(huán)境因素

2.3 環(huán)境溫度對電感的性能有顯著影響，溫度變化可能導(dǎo)致電感的參數(shù)改變，如在高溫下，材料的電阻率可能會增加，導(dǎo)致Q值降低，電感的損耗增大,所以要清楚電感工作的環(huán)境溫度范圍，選擇在該溫度范圍內(nèi)性能穩(wěn)定的電感

2.4 濕度也可能影響電感的性能，尤其是對于一些未做良好防護(hù)的電感，潮濕環(huán)境可能導(dǎo)致其內(nèi)部元件生銹、腐蝕，從而影響電感的正常工作

了解成本限制

在滿足電路性能要求的前提下，成本是一個重要的考量因素。不同類型、規(guī)格和品牌的電感價格差異較大，需要在性能和成本之間找到平衡, 例如，一些高端的電感雖然性能優(yōu)越，但價格昂貴，如果電路對性能要求不是特別苛刻，可以選擇性價比更高的電感;同時，還要考慮電感的長期使用成本，包括其穩(wěn)定性、可靠性以及可能帶來的維護(hù)成本等

03 核心選型原則

3.1 電感值的選擇

根據(jù)電路的具體功能和設(shè)計要求來確定合適的電感值。例如在LC振蕩電路中，電感值與電容值共同決定了振蕩頻率；在濾波電路中，電感值會影響濾波的效果和頻率特性

注意電感值的誤差范圍，一般電感的誤差范圍在±10% - 20%，在對電感值精度要求高的電路中，需選擇誤差較小的電感，避免因電感值偏差導(dǎo)致電路性能不穩(wěn)定

3.2 品質(zhì)因數(shù)（Q值）

Q值也稱為品質(zhì)因數(shù)，是電感器儲存能量的能力與其以熱能形式損耗能量的比率，反映了電感在交流電路中的效率，Q值越高，電感的性能通常越好;Q值受材料、頻率、溫度和制作工藝等因素影響。高導(dǎo)磁率的材料可以減小電感的損耗，從而提高Q值；Q值通常隨著頻率的增加而降低；溫度升高，材料電阻率增加，Q值可能降低；制作工藝，包括線圈的繞制、磁芯的裝配等，也會影響Q值;在高頻電路中，高Q值的電感有助于減少信號失真，改善信號完整性，降低損耗，提高電路的效率和穩(wěn)定性

3.3 直流電阻（DCR）的重要性

直流電阻是電感線圈繞組的直流內(nèi)阻，其大小影響著電路的直流損耗和溫升。DCR越大，在相同電流下，電感上的功率損耗就越大，會導(dǎo)致電感發(fā)熱，影響電路的穩(wěn)定性和效率;選擇電感時，在滿足其他性能要求的前提下，應(yīng)盡量選擇直流電阻小的電感，以降低能量損耗和發(fā)熱問題,比如在大電流的電源電路中，低DCR的電感可以有效減少壓降，提高電源的效率

3.4 自諧振頻率（SRF）

由于電感寄生電容的存在，會發(fā)生LC振蕩，其諧振頻率便是電感的自諧振頻率。在自諧振頻率前，電感的阻抗隨著頻率增加而變大；在自諧振頻率后，電感的阻抗隨著頻率增加而變小，就呈現(xiàn)容性

實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)選擇諧振頻率點(diǎn)高于工作頻率的電感，以確保電感在工作頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)電感性，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。如果工作頻率超過諧振頻率，電感將失去電感特性，無法正常工作

3.5 額定電流的確定

額定電流包括電感飽和電流Isat和電感溫升電流Irms，一般取Isat和Irms中較小的一個值作為電感的額定電流;電感飽和電流是指電感感值下降30%時所容許的直流電流，電感溫升電流是在20℃下，電感溫度上升40℃所容許的直流電流

電感的工作電流必須小于額定電流，否則電感值會發(fā)生改變，影響電路的正常運(yùn)行,在設(shè)計電路時，應(yīng)根據(jù)電路中的最大電流，選擇額定電流足夠大的電感，并留有一定的余量，一般建議額定電流為電路中最大輸出電流的1.3倍，降額使用，以提高電路的可靠性

04 選型誤區(qū)與注意事項(xiàng)

只關(guān)注電感的某一個參數(shù)，而忽略其他參數(shù)的影響。例如只追求高Q值，而不考慮電感值、額定電流等參數(shù)是否滿足電路需求，可能導(dǎo)致電路無法正常工作;不考慮電感的工作環(huán)境，如溫度、濕度等因素，選擇了在實(shí)際工作環(huán)境中性能不穩(wěn)定的電感，從而影響電路的可靠性和穩(wěn)定性

注意事項(xiàng)

4.1 選擇電感時，要綜合考慮多個參數(shù)，確保各個參數(shù)都能滿足電路的要求，相互配合，以實(shí)現(xiàn)最佳的電路性能

4.2 參考電感的 datasheet，了解電感的詳細(xì)參數(shù)、性能曲線和應(yīng)用注意事項(xiàng)，這有助于正確選擇和使用電感

4.3 對于一些特殊應(yīng)用場景，如高溫、高壓、高頻等環(huán)境，要選擇專門設(shè)計用于此類環(huán)境的電感，以確保其可靠性和穩(wěn)定性

05總結(jié)

5.1 電感選型的核心原則包括根據(jù)電路需求確定合適的電感值，關(guān)注品質(zhì)因數(shù)（Q值）以提高電感效率和信號質(zhì)量，選擇直流電阻（DCR）小的電感降低能量損耗和發(fā)熱，確保自諧振頻率（SRF）高于工作頻率以保證電感特性，以及確定合適的額定電流并留有一定余量，降額使用

5.2 正確的電感選型對于電路的性能、穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。合適的電感能夠保障電路正常工作，提高信號質(zhì)量，降低能量損耗，減少故障發(fā)生的概率，從而提升整個電子設(shè)備的性能和使用壽命

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對電感的性能要求也越來越高。未來電感可能會朝著更小尺寸、更高性能、更低損耗的方向發(fā)展，以滿足日益小型化、高性能化的電子設(shè)備需求。同時，新型材料和制作工藝的應(yīng)用也將為電感的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和突破