詳細電子元器件選型指南（電感器）

08-22

詳細電子元器件選型指南（電感器）

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能產生電感作用的元件統稱為電感元件，也稱電感器，常常直接簡稱為電感（Inductor）, 在電路中用字母「L」表示。電感器依據電磁感應原理，由導線繞制而成，在電路中具有「通直流、阻交流」的作用。在電子整機中，電感器主要指電感線圈和變壓器等。

一、基礎知識

在導線或線圈中通過電流時，其周圍會產生磁場，當電流發生變化時，線圈周圍的磁場也會發生變化。變化的磁場可以使線圈自身產生感應電動勢，這就是自感作用。表示自感能力的物理量稱為電感。能夠產生電感作用的元件稱為電感器。

如果在通以交流電的線圈的磁場中，放置另一隻線圈，在此線圈中就會產生感應電動勢，這種現象叫做互感。變壓器就是運用互感作用的電感器。

（一）電感器的分類

電感器通常分為兩大類：一類是應用電感作用的電感線圈。另一類則是應用互感作用的變壓器。

1.電感線圈的分類

電感線圈種類繁多，按照結構分有固定電感和可調電感。

（1）固定電感：為了增加電感量和Q值並縮小體積，線圈中常放置軟磁材料製作的磁芯或硅鋼片製作的鐵芯，故又有空芯電感器、磁芯電感器和鐵芯電感器。

（2）可調電感器：主要有磁芯可調電感器、銅芯可調電感器、滑動接點可調電感器、串聯互感可調電感器、多抽頭可調電感器等。

2.變壓器的分類

變壓器也是一種電感器,在電路中可以起到電壓變換和阻抗變換的作用，是電子產品中十分常見的無源器件。變壓器一般由線圈、鐵（磁）芯和骨架等組成。變壓器可根據其工作頻率、用途及鐵芯形狀進行分類。

（1）按照工作頻率可分為：低頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器；

（2）按照用途分可分為：電源變壓器、音頻變壓器、脈衝變壓器、恆壓變壓器、耦合變壓器、自耦和變壓器、隔離變壓器等多種類型。

（3）按照鐵芯（磁芯）形狀可分為：「E」形變壓器，「C」形變壓器，環形變壓器。

3.片式電感器

片式電感器也稱表面貼裝電感器，它與其它片式元器件（SMC及SMD）一樣，是適用於表面貼裝技術（SMT）的新一代無引線或短引線微型電子元件，其引出端的焊接面在同一平面上。

從製造工藝來分，片式電感器主要有4種類型：繞線型、疊層型、編織型和薄膜片式電感器。

（1）繞線型：它的特點是電感量範圍廣，電感量精度高，損耗小（即 Q大），容許電流大、製作工藝繼承性強、簡單、成本低等，但不足之處是在進一步小型化方面受到限制。

（2）疊層型：它具有良好的磁屏蔽性、燒結密度高、機械強度好。不足之處是合格率低、成本高、電感量較小、Q值低。

（3）薄膜片式：具有在微波頻段保持高Q、高精度、高穩定性和小體積的特性。其內電極集中於同一層面，磁場分布集中，能確保裝貼後的器件參數變化不大，在100MHz以上呈現良好的頻率特性。

（4）編織型：特點是在1MHz下的單位體積電感量比其它片式電感器大、體積小、容易安裝在基片上。用作功率處理的微型磁性元件。

（二）電感器的型號命名方法

1.電感線圈的型號命名方法一般由下列四部分組成:

第一部分:主稱，用字母表示.其中L代表電感線圈，ZL代表阻流圈。

第二部分:特徵，用字母表示，其中G代表高頻。

第三部分:型式，用字母表示，其中X代表小型。

第四部分:區別代號，用數字或字母表示。

例如:LGX型為小型高頻電感線圈。應指出的是，目前固定電感線圈的型號命名方法各生產廠有所不同，尚無統一的標準。

2.變壓器的型號命名方法一般由下列三部分組成:

第一部分:主稱，用字母表示.其中DB表示電源變壓器，CB表示音頻輸出變壓器，RB表示音頻輸入變壓器，GB表示高壓變壓器，HB表示燈絲變壓器，SB或者ZB表示音頻輸送變壓器。

第二部分:功率，用數字表示。

第三部分:序號，用數字表示。

例如：DB-50-2表示50VA的電源變壓器。

（三）電感器的主要參數

電感線圈的主要技術參數有電感量（L）及允許誤差、感抗（XL）、品質因數（Q值）、分布電容、標稱電流等。

1.電感量L

電感量反應電感儲存磁場能的本領，它的大小與電流大小無關，與線圈的匝數，幾何尺寸，有無磁芯（鐵芯），磁芯的導磁率等有關。電感量的單位為亨（H），常用的單位是：毫亨(mH)、微亨 (uH)；1H = 10

3

mH = 10

6

uH.

在同等條件下，線圈匝數越多，電感量越大；線圈直徑大，電感量大，有磁芯比沒有磁芯電感量大。用於高頻電路中的電感相對較小，用於低頻電路中的電感量相對較大。

2.允許誤差

電感量實際值與標稱值之差除以標稱值所得的百分數。

3.感抗XL

電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL，其單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關係為XL=2πfL

4.品質因素Q

電感線圈中，儲存能量與消耗能量的比值稱為品質因素，或是電感線圈所呈現的感抗與線圈直流電阻的比值。品質因素又稱為Q值，一般為50-300。Q值與線圈的結構有關，Q值越高，電路的耗損越小。採用磁芯線圈，多股粗線圈均可提高線圈的Q值。

5.分布電容

分布電容又稱為寄生電容，指線圈的匝與匝之間、線圈與屏蔽罩之間、線圈與底版之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，穩定性變差，因而，線圈的分布電容越小越好。採用分段繞法可減少分布電容。

6.標稱電流

電感長期工作不損壞所允許通過的最大電流。它是高頻、低頻扼流線圈和大功率諧振線圈的重要參數。通常用字母「A」、「B」、「C」「D」、「E」分別表示標稱電流值為「50mA」、「150mA」、「300mA」、「700mA」、「1600mA」。應用時，實際通過電感器的電流不宜超過標稱電流值。

二、電感器的選型及使用

（一）電感器在電路中的作用

電感的基本作用有濾波、振蕩、延遲、陷波等，一般對電感作用形象說法是"通直流，阻交流"。

在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及LC諧振電路等；變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

（二）電感器的選型及運用

1.電感線圈的選用

按照工作頻率的要求，選擇某種結構的線圈。

（1）用於音頻段的一般要用帶鐵芯（硅鋼或坡莫合金）或低鐵氧體芯的線圈；

（2）在幾百千赫到幾兆赫間的線圈最好用鐵氧體芯，並已多股絕緣線繞制；

（3）磁芯採用高頻鐵氧體，也常用空芯線圈；

（4）在100兆赫以上的一般不能選用鐵氧體芯，只能用空芯線圈。

2.變壓器的選用

（1）選用電源變壓器時要與負載電路相匹配，電源變壓器應留有功率餘量（即輸出功率略大於負載電路的最大功率），一般電源電路採用「E」型鐵芯，高保真音頻功放的電源電路選擇「C」型變壓器或環形變壓器。

（2）中頻變壓器有固定的諧振頻率，調幅收音機的中頻變壓器不能與調頻收音機的中頻變壓器互換；同一收音機中中頻變壓器順序不能裝錯，也不能隨意調換。

（3）電視機中伴音中頻變壓器與圖像中頻變壓器不能互換，選用時應選同型號、同規格的中頻變壓器，否則很難正常工作。

3.電感器在使用過程中要注意的以下事項：

（1）電感器使用的場合

潮濕與乾燥，環境溫度的高低，高頻或低頻環境，要讓電感表現的是感性，還是阻抗特性等，都要注意。

（2）電感的頻率特性

在低頻時，電感一般呈現電感特性，只起儲能，濾高頻的特性。但在高頻時，它的阻抗特性表現的很明顯，有耗能發熱，感性效應降低等現象。不同電感的高頻特性都不一樣。

對於高頻信號用電感，主要用在射頻信號上。其電感值範圍：0.6nH～390nH。其直流電阻（以下「直流電阻」均指器件本身的直流特性）與電感值有關，電感值越大，對應的直流電阻也越大。自諧振頻率：一般在1GHz以上，最高可達12GHz。電感值越大，對應的自諧振頻率往往越小。額定電流：幾十毫安～幾百毫安。電感值越大，對應的額定電流往往越小。

對於一般信號用電感，用在高速信號上。其電感值範圍：0.01uH～1000uH。其直流電阻比高頻信號用電感和電源用電感大，最小值為100毫歐，大的可達到幾歐姆。自諧振頻率：幾十兆赫茲～幾百兆赫茲。電感值越大，其對應的自諧振頻率越小。額定電流：幾毫安～幾十毫安。電感值越大，其對應的額定電流越小。