功率电感器的分类和特点

Release time：2022-08-05
author：Ameya360
source：网络
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    功率电感是一个笼统的名词，包括贴片功率电感和插件功率电感。功率电感一般是指电气工程中用的，能承受大功率的电感器，如大型电机(AC)降压起动用的电感器(也叫电抗器)。功率电感是贴片电感(Chipinductors)的简称，又称为大电流电感和表面贴装高功率电感。具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻等特性。一般电子线路中的电感是空心线圈，或带有磁芯的线圈，只能通过较小的电流，承受较低的电压;而功率电感也有空心线圈的，也有带磁芯的，主要特点是用粗导线绕制，可承受数十安，数百，数千，甚至于数万安。

    一、什么是功率电感器

    线圈是呈螺旋状的电极的总称。其中，用于电气用途线圈被称为电感器，并且可以分为两类，一类是用于信号系统的RF电感器，另一类是用于电源系统的功率电感器。本文中说明的功率电感器，是在DC-DC转换器等的电压转换电路中，构成其一部分的元件。

    下面说明功率电感器在DC-DC转换器中的作用。功率电感器被用于转换为所需电压的升压、降压，或者被用于升降压电路。其中，主要在开关调节器式电路中使用。图1为开关调节器式降压电路。利用IC、功率电感器、电容器，将直流输入电压转换为所需的输出电压。功率电感器承担的作用是与电容器配合，将从IC输出的矩形波输出转换为直流只要缺少其中的任何一个，就无法正确整流。

    二、功率电感器的类型

    1、金属合金绕线型

    金属合金绕线型是采用绕线和涂布了树脂的金属磁性粉热压而成电感器。从大型产品到小型产品，可以适用于大电流领域。金属磁性材料与后述的铁氧体材相比，虽然透磁率较低，但却具有出色的直流叠加特性，属于适合大电流的材料。近年来，DC-DC转换器的开关速度不断提高，低电感需求日益增加，金属合金绕线型在大部分市场逐渐成为主要商品。此外，金属磁性材料还有一大特点，就是温度特性优于铁氧体材料。导磁率受环境温度的影响很小，因此在高温时也能保持稳定的直流叠加特性。目标市场涵盖广泛领域，包括汽车、智能手机、HDD等等。

功率电感器的分类和特点

    金属合金绕线型技术包括金属磁性材料及其加工技术、采用了铜丝的绕线技术(图6)。村田确立了自己的材料技术，可以实现独特的绕线结构、高导磁率及高绝缘性。依靠这些技术的融合，可以提高电感的获取效率、降低直流阻抗，实现支持大电流的产品线。

    2、铁氧体绕线型

    铁氧体绕线型电感器是将铜丝在铁氧体芯部盘绕成螺旋状。村田的大多数铁氧体绕线型，都在铁氧体芯部盘绕的铜丝上涂布了磁性树脂。树脂涂层的目的是减少漏磁通，提高电感的获取效率和强度。因为铁氧体的导磁率很高，在高电感领域使用时，选择铁氧体绕线型有利。目标市场涵盖广泛领域，包括智能手机、TV、HDD等等。

    铁氧体绕线型技术、包括铁氧体材料和磁性树脂材料技术、铁氧体芯形成技术以及从细线到粗线对应的绕组技术(图8)。将这些技术相结合,实现了尺寸种类繁多和广泛的电感产品。

    3、铁氧体多层型

    铁氧体多层型电感器是将磁性材料与内部电极交互叠加烧结而成的。与绕线结构相比，可以实现小型化、薄型化。对于小型低电感需求，使用金属合金绕线型的情况日益增加，小型大L、高耐压领域越来越需要铁氧体多层型的特性。

    铁氧体多层型技术，包括铁氧体材料技术、高纵横比的内部电极形成技术、电路设计技术、叠层技术。用无法靠传统的叠片实现的内部电极高纵横比技术，可以进一步降低阻抗。同时，依靠高自由度的磁路间隙形成技术，抑制磁饱和，实现了优异的直流叠加特性。依靠这些技术，实现了支持需要小型化和薄型化领域的产品线。

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　　今天由AMEYA360带你了解电感器相关知识。　　电感器(Inductor)‌是一种能够将电能转化为磁能并存储起来的电子元件。它的基本结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器的主要作用是阻碍电流的变化，当电流通过电感器时，它会试图维持电流的稳定，阻止电流的突然变化‌。　　电感器(线圈)作为电子元件中的三大被动元件之一，与电阻和电容器相提并论。其利用线圈对电流的独特反应，在电源电路、信号电路以及高频电路等多个领域中发挥着不可或缺的作用。　　电流的磁效应与线圈紧密相关。自1820年奥斯特发现“电流的磁效应”以来，人们逐渐认识到电流能够产生磁场，并对周围环境产生磁性影响。这一发现不仅解释了电流同向流动的平行导线会相互吸引，而逆向流动的则相互排斥的现象，还催生了安培制作的方形导线装置和螺线管线圈的诞生。特别是螺线管线圈，其形状类似于今天的天线线圈，展现了与磁铁相似的特性。　　此外，电磁感应与线圈电感也是电感器工作原理的重要组成部分。通过深入研究电磁感应现象，科学家们发现线圈的设计对电感器的性能有着直接影响。同时，电感器对直流电路的作用以及对交流电路的影响，也使得它在电子领域中占据了一席之地。　　另外，磁芯的磁化和磁导率也是电感器工作过程中不可忽视的因素。磁芯的磁化状态直接影响到线圈的电感量，进而影响到整个电路的性能。因此，在设计和应用电感器时，必须充分考虑这些因素，以确保电路能够稳定、高效地工作。　　磁力线的方向遵循“右手螺旋定则”。具体来说，当电流流经导线时，其方向与磁力线的方向是紧密相关的。对于右旋螺钉，其旋进方向和旋转方向分别对应着电流的方向和磁力线的走向。这一原理在电子学中有着广泛的应用，特别是在理解和分析电磁现象时显得尤为重要。　　在平行导线中，当电流流向相同时，导线间会产生吸引力;而电流流向相反时，则会产生排斥力。此外，当电流流过线圈时，会形成合成磁力线，这些磁力线会贯穿线圈的内部。　　工作原理　　电感器的工作原理基于电磁感应现象。当电流通过电感器的线圈时，会产生一个磁场。当电流发生变化时，这个磁场也会随之变化，从而在线圈中产生一个感应电动势，这个现象被称为自感。自感的作用是阻碍电流的变化，这种阻碍作用使得电感器在电路中起到滤波、振荡、延迟等作用‌34。　　应用领域　　电感器在多个领域有着广泛的应用：　　电源电路‌：用于滤波、稳压和抑制电磁干扰。　　信号电路‌：用于信号处理和滤波，减少噪声干扰。　　电频电路‌：用于振荡器、滤波器和天线等，实现信号的传输和转换‌。　　历史背景　　最早的电感器可以追溯到1831年迈克尔·法拉第发现的电磁感应现象，以及1832年约瑟夫·亨利关于自感应现象的研究。随着电子技术的发展，电感器在19世纪中期开始在电报、电话等装置中得到实际应用‌。　　电感的基本工作原理　　A)当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化。　　B)将电能转变为磁能并蓄积起来。　　C)直流会流过，但交流不易流过，频率越高越不易流过。　　A和B是基于电感器的电磁感应的特性。　　C是电感器“阻交流，通直流”的特性。这里就如何利用这些特性，列出各自的具体例子。　　①当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化。⇒变压器的原理　　一、基本概念　　电感器，又称为电感线圈或扼流器，是一种能储存电能并与电感有关的电子元件。电感器的主要特性是其对电流变化产生的反抗性，即当通过电感器的电流发生变化时，电感器会产生感应电动势去阻碍电流的变化。这种反抗性用电感量L来表示，单位是亨利(H)。　　二、发展历程　　电感器的发展历史悠久，可以追溯到19世纪初期。最初，电感器主要用于电力系统和通信系统中，以调节电流和电压。随着电子技术的发展，电感器在电子设备中的应用越来越广泛，如电源供应器、振荡器、滤波器、放大器等。　　三、电感种类　　电感器按照不同的分类标准，可以分为多种类型。按绕制方式可分为单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈等;按导磁体性质可分为空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈等;按工作性质可分为天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、滤波线圈、陷波线圈、偏转线圈等。　　四、电感的作用　　电感器在电路中主要起到以下几个作用：　　滤波：电感器能阻止高频电流通过，而对低频电流影响较小，因此常用于滤波电路中，滤除高频噪声。振荡：电感器与电容器组合可以构成振荡电路，产生特定频率的振荡信号。延迟：电感器对电流变化的反抗性使得电流不能突变，从而产生延迟效果。储能：电感器能储存电能，当电路断电时，电感器能释放电能维持电流。五、如何选用电感及注意事项　　根据电路需求选择合适的电感类型和电感量。考虑电感器的工作电流和电压，确保在额定范围内。注意电感器的品质因数Q值，Q值越高，电感器的性能越好。考虑电感器的尺寸和安装方式，以适应电路板的布局。　　电感器，作为电子元件的一种，专为存储磁场能量而设计。它通常呈现为一圈或多圈导线的绕制形态，即线圈。当电流流经电感器时，会激发出磁场，从而完成能量的存储。电感器的核心特性在于其电感值，该值以亨利为单位进行衡量，但更常见的单位则是毫亨和微亨。　　电感器的基本构成　　电感器主要由以下几部分组成：　　线圈：作为电感器的核心，线圈由铜或铝导线绕制而成，其匝数、直径及长度均对电感器的性能产生直接影响。　　磁芯：用于增强电感器的磁场强度，通常由铁氧体、铁粉或镍锌合金等磁性材料制成。它能够提升电感器的电感值，并有助于降低能量损耗。　　骨架：由塑料或陶瓷等非磁性材料制成，主要作用是支撑线圈并保持其形状，同时提供绝缘，防止线圈间的短路。　　屏蔽：某些高性能电感器会采用屏蔽层来减少外部电磁干扰的影响，并防止自身磁场对周围电子设备的干扰。　　终端：负责将电感器与电路相连，常见的形式包括引脚和焊盘等。　　封装：电感器有时会被封装在塑料壳体内，旨在提供物理保护、减少电磁辐射并增强机械强度。　　电感器的关键特性　　电感器的核心特性无疑是其电感值，以亨利为单位进行衡量。此外，还有一些其他关键特性值得关注，如直流电阻和饱和电流等。这些特性共同决定了电感器在电路中的表现和应用范围。　　当电感器中的电流达到某个特定值时，磁芯可能会达到饱和状态，导致电感值迅速下降。这个特定值被称为饱和电流，即电感器在饱和前所能承受的最大直流电流。　　品质因数(Quality Factor, Q)　　品质因数是衡量电感器在特定频率下能量损耗的指标。具有高Q值的电感器在该频率下的能量损耗较低，这在高频应用中尤为重要。　　自谐振频率(Self-Resonant Frequency, SRF)　　自谐振频率是指电感器的电感与分布电容在串联状态下发生谐振的频率。对于高频应用而言，自谐振频率是一个关键参数，因为它限制了电感器的有效工作频率范围。　　额定电流(Rated Current)　　这是电感器能够连续承载的最大电流值，而不引起显著的温升。　　工作温度范围(Operating Temperature Range)　　电感器可以在其中正常工作的温度区间被称为工作温度范围。不同类型电感器在温度变化下的性能可能有所不同。　　磁芯材料(Core Material)　　磁芯材料对电感器的性能产生显著影响，因为不同材料具有不同的磁导率、损耗特性和温度稳定性。常见的磁芯材料包括铁氧体、铁粉和空气等。　　封装形式(Packaging)　　电感器的封装形式会影响其物理尺寸、安装方式以及散热特性。例如，表面贴装技术(SMT)电感器适用于高密度电路板，而通孔安装电感器则适用于需要更高机械强度的应用。　　屏蔽特性(Shielding)　　某些电感器设计有屏蔽层，旨在减少电磁干扰(EMI)的影响。　　电感器的分类　　按结构分类，电感器可分为以下几类：　　空心电感器：这种电感器没有磁芯，仅由导线绕制而成，适用于高频应用。　　铁芯电感器：使用铁磁材料如铁氧体、铁粉作为磁芯，适用于低频至中频应用。　　空气芯电感器：以空气为磁芯，具有出色的温度稳定性，适用于高频应用。采用铁氧体磁芯的电感器，因其具有较高的饱和磁通密度，特别适用于高频应用，如射频和通信领域。　　集成电感器：通过集成电路技术制造的微型电感器，非常适合高密度电路板的需求。　　按用途进一步分类，我们有：　　功率电感器：它们主要用于电源转换电路，例如开关电源和逆变器，能够处理大电流。　　信号电感器：这些电感器用于信号处理电路，例如滤波器和振荡器，非常适合高频信号的处理。　　扼流圈：在射频电路中，扼流圈用于抑制高频噪声或防止高频信号通过。　　耦合电感器：它们用于电路之间的耦合，例如变压器初级和次级线圈的连接。　　共模电感器：共模电感器用于抑制共模噪声，常用于电源线和数据线的保护。　　此外，根据不同的封装形式，电感器还可分为表面贴装电感器、通孔安装电感器、绕线电感器和印刷电路板电感器等。
2025-07-31 14:22 reading：213
如何辨识扁平线立绕电感器损坏故障
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如何辨识扁平线立绕电感器损坏故障

　　扁平线圈绕电感器是一种常见的电子元件，用于储存能量、滤波和传感等应用。然而，由于长期使用或外部环境因素的影响，扁平线圈绕电感器可能会出现各种故障。本文将介绍如何辨识扁平线圈绕电感器常见的损坏故障。　　1.外观检查　　在判断扁平线圈绕电感器是否损坏之前，首先可以进行外观检查。以下是一些常见的外观特征，可能表明电感器存在问题：　　烧焦气味：如果在接通电源后闻到烧焦的气味，可能意味着电感器已经损坏。　　外壳变形：外壳出现明显的破损、变形或脱落，可能表示内部元件受损。　　焊点松动：焊接点出现松动或生锈，可能导致电连接不良，影响电感器的正常工作。　　2.电性能测试　　除了外观检查，还可以通过电性能测试来判断电感器是否损坏。以下是一些常用的测试方法：　　电阻测量：使用万用表测试电感器的电阻值。如果电感器的电阻值与规格不符或出现短路，可能表示电感器存在问题。　　电感测试：使用LCR表或者示波器测试电感器的电感数值。如果电感值与规格相差悬殊，可能表示电感器绕组出现故障。　　绝缘电阻测试：测试电感器的绝缘电阻是否符合标准要求。低绝缘电阻可能导致电感器在高压下损坏。　　3.声音和振动测试　　有时候，损坏的扁平线圈绕电感器会产生特定的声音或振动。通过听觉和触摸检测可以帮助判断电感器是否存在问题：　　嗡鸣声：当电感器损坏时，可能会发出嗡鸣或啸叫声。　　振动感知：轻轻晃动电感器或通过手指敲击电感器，观察是否有异常的振动感知。　　4.热量测试　　正常工作的扁平线圈绕电感器通常会产生一定的热量。通过触摸电感器可以初步判断其工作状态：　　过热：如果电感器在正常工作时变得异常炙热，可能表示电感器内部存在故障，需要及时更换。　　5.实际应用案例　　以下是一些典型应用场景中的扁平线圈绕电感器损坏案例：　　短路：电感器绕组间发生短路，导致电路短路。　　失效：长期过载工作使得电感器内部绕组断裂或烧毁。　　漏磁：绕组间绝缘损坏，导致电感器减少磁感应能力，影响电感器性能。　　震动损坏：在电感器频繁振动的环境下，可能导致绕组间接触不良或元件脱落。　　6.故障预防和解决方法　　为了避免扁平线圈绕电感器的损坏，可以采取以下预防措施：　　合理选型：选择符合实际需求的电感器，以免超负荷工作。　　正常使用：按照规定的电压、电流范围使用电感器，避免过载操作。　　保护措施：在电路中添加保护元件，如过流保险丝、过压保护器等，以保护电感器安全运行。　　当发现扁平线圈绕电感器存在故障时，可以采取以下解决方法：　　更换电感器：对于严重损坏的电感器，最有效的解决方法是直接更换为新的电感器。　　修复维护：对于部分轻微损坏的电感器，可尝试进行焊接接触、替换绕组等修复维护措施。　　检查周边设备：有时电感器故障可能由其他设备问题引起，因此需要检查周边设备是否存在异常。　　通过外观检查、电性能测试、声音和振动测试以及热量测试等方法，可以有效地判断电感器是否损坏，并采取相应的预防和解决措施。在日常维护和使用过程中，要注意保护电感器，避免过载操作，延长其使用寿命。只有在及时发现并处理电感器故障，才能确保电子产品和电路的正常运行，提高设备的可靠性和稳定性。
2024-04-18 13:11 reading：1292
如何辨别色环电感器的好坏
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如何辨别色环电感器的好坏

　　色环电感器是一种广泛应用于电子设备和电路中的传感器元件，用于检测电磁场并转换为电信号。本文AMEYA360将介绍如何通过外观、参数检测以及功能测试等方法来判断色环电感器的品质。　　1.外观检查　　1.1 色环编码：首先，可以通过观察色环编码来初步判断色环电感器的型号和规格。不同的编码方式代表着不同的特性和工作原理，熟悉这些编码可以帮助我们更好地理解电感器的性能。　　1.2 外壳质量：其次，检查色环电感器的外壳质量。一个优质的电感器通常会采用高品质的材料制成，外壳表面光滑、无明显划痕或损伤，连接部分焊点牢固，没有松动或变形。　　2.参数检测　　2.1 电感值：电感值是衡量电感器性能的重要参数之一。使用万用表等测试工具测量电感器的电感值是否符合规范，如果与标称值相差过大，则可能存在质量问题。　　2.2 阻抗匹配：阻抗匹配是影响电感器工作效果的关键因素之一。通过测试电感器的输入输出端口阻抗是否匹配，可以判断其在电路中的稳定性和性能。　　3.功能测试　　3.1 频率响应：对色环电感器进行频率响应测试，检测其在不同频率下的响应情况。一个良好的色环电感器应该具有稳定的频率响应特性，能够在广泛的频率范围内正常工作。　　3.2 磁场感应：利用外部磁场源，测试电感器对磁场的感应效果。通过观察输出信号的变化，判断电感器是否能准确感知并响应周围磁场的变化。　　4.现场测试　　4.1 安装调试：将色环电感器安装到实际电路中，进行调试和测试。通过实际工作环境下的运行情况，观察电感器的输出是否稳定、准确，以及是否受到其他干扰。　　4.2 效果评估：根据实际测试结果，对色环电感器的品质进行评估。考虑到其在电路中的整体表现、稳定性以及适应性等方面，综合判断电感器的好坏程度。　　通过以上方法，我们可以辨别色环电感器的好坏，确保选择到符合需求的高品质产品。仔细检查外观、测量关键参数、进行功能测试以及现场调试，都是判断电感器品质的有效方式。只有选购到可靠的色环电感器，才能保证电路的正常运行和性能稳定，为各类电子设备的使用提供保障。
2024-04-18 11:58 reading：837
电感器：TDK 推出用于电源电路的业内最低剖面电感器
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电感器：TDK 推出用于电源电路的业内最低剖面电感器

　　该系列功率电感器实现了最大不超过0.55毫米的超低剖面　　利用专有磁性材料，实现高效的电源电路设计　　设计过程中考虑了低剖面IC的模组封装，如芯片级封装(CSP)　　产品的实际外观与图片不同，TDK标志没有印在实际产品上。　　TDK株式会社(TSE：6762)推出用于电池驱动型可穿戴设备及其它设备的全新 PLEA85 系列高效功率电感器，以提高运行时间。由于使用了TDK新开发的低损耗磁性材料及其薄膜处理工艺，使得新系列电感器拥有业内最低剖面*。该产品系列将于本月(即2023年10月)开始量产。　　PLEA85系列的尺寸仅为1.0 毫米(长)x 0.8毫米(宽)x 0.55毫米(高)，可帮助工程师实现小型化设计，充分发挥CSP等低剖面IC的优势。底部电极和侧面的部分L形状使其尤为适合高密度表面贴装，有助于抑制安装过程中发生的错位问题，并提高端子强度，进而打造出更加稳固的终端产品。　　预计未来将推出性能和密度更高的可穿戴设备，因而市场对更薄、更轻、更小的电子元件的需求也将随之增加。为了满足市场需求，TDK将进一步扩大其高效、小型化、低剖面电感器产品阵容，为电源电路提供关键元件。　　CSP：芯片级封装　　TWS：真无线立体声　　真无线立体声(TWS)耳机、助听器和智能手表等可穿戴设备　　小型电源模块　　利用薄膜电源电感器的专有低损耗金属磁性材料，实现高效电源电路　　1.0 毫米(长)x 0.8毫米(宽)x 0.55毫米(高)的紧凑尺寸有助于节省PCB空间，并减轻重量。　　Isat： 基于电感变化的电流值(比初始电感值低30%)　　Itemp：基于温度升高的电流值(自热导致温度升高40°C)
2023-10-31 13:11 reading：2019
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