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我們在大多數(shù)電路中都能找到一種類似線圈結(jié)構(gòu)的電子元件,變壓器和其他電力電子電路能否工作取決于這些元件及其特性。英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師介紹,對初次接觸的人來說,它是最晦澀難懂的電力電子元件之一。
電感器通常用作開關(guān)模式功率器件中的能量存儲器件以產(chǎn)生直流電流。電感器存儲能量,為電路提供能量以在“關(guān)斷”開關(guān)期間保持電流流動,從而實現(xiàn)輸出電壓超過輸入電壓的拓?fù)洹?br/>
由于它們的工作方式——不僅改變電場而且改變它周圍的磁場,這導(dǎo)致許多人很難理解它們。
一、什么是電感?
電感器可以說是所有電子元件中最簡單的。它是一種無源的兩端電子元件,當(dāng)電流流過它時,它會在磁場中儲存能量。通常,電感器由纏繞成線圈的絕緣線組成,很像電阻器。該設(shè)計采用廣泛的反復(fù)試驗方法,這些方法考慮了漢納曲線和面積積等方法。
當(dāng)流過線圈的電流發(fā)生變化時,隨時間變化的磁場會在導(dǎo)體中感應(yīng)出電壓,其極性與產(chǎn)生它的電流變化相反。因此,電感器會阻止通過它們的電流發(fā)生任何變化。
感應(yīng)磁場還會感應(yīng)出一種稱為電感的電特性——電壓與電流變化率的比值。電感量化了電感器能夠存儲多少能量。
二、電感設(shè)計及關(guān)鍵部件
電感器的設(shè)計取決于給定應(yīng)用的電氣、機(jī)械和熱要求。一般來說,它包括:
1.芯材;
2.磁芯形狀和尺寸;
3.繞組線。
核心材料是漆包磁線,通常由銅制成,然后涂上絕緣聚合物材料層。繞組可以形成多種形狀,包括圓形、矩形箔和方形橫截面。選擇磁線來限制和引導(dǎo)磁場,并進(jìn)行絕緣以防止短路和擊穿等問題。
三、不同類型的電感
不同的應(yīng)用需要不同類型的電感器。在幾乎所有情況下,您都會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的電感器是圍繞核心材料(通常是鐵或鐵化合物)形成的,以支持產(chǎn)生強(qiáng)磁場。
1.鐵芯電感
鐵是經(jīng)典且最知名的磁性材料,使其成為用于電感器的完美選擇。如上所述,電感器中的鐵采用鐵芯的形式。由于其相對較大的電感,它們通常用于低頻線路濾波。它們也大量用于音頻設(shè)備。不過,電感器并不總是需要鐵芯。
2.空心電感
顧名思義,空芯電感器沒有磁芯——磁芯是中空的。由于空氣的磁導(dǎo)率很低,所以空芯電感的電感很低。這意味著對于施加的電壓,電流上升速率相對較快,使它們能夠處理射頻電路等應(yīng)用中的高頻。
3.鐵氧體磁芯電感
鐵氧體是通過混合和燒制氧化鐵 (III) 與少量一種或多種其他金屬元素(例如鎳和鋅)混合而成的陶瓷材料。當(dāng)用于電感器時,鐵氧體粉末與環(huán)氧樹脂混合并成型以形成可纏繞磁線的磁芯。鐵氧體電感器是使用最廣泛的類型,因為可以通過調(diào)整鐵氧體與環(huán)氧樹脂的比例來精細(xì)控制其磁導(dǎo)率。
四、實際應(yīng)用
由于制造它們需要銅和鐵材料,電感器往往很昂貴。這將它們的大部分用例降級到可以證明此類費(fèi)用合理的領(lǐng)域中的應(yīng)用,例如電信設(shè)備、無線電和電源。
在電源中,電感器的作用是防止所用電流的突然變化。電感器通常與電容器結(jié)合一起工作,可防止電源輸出電壓和電流的突然變化??偟膩碚f,它們是非常簡單的組件,在電力電子設(shè)備中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
以上就是英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師分享的“什么是電感?了解電感在電力電子中的作用”。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā),提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)。