如何选择一个合适的电感？

来源:电子工程专辑发布时间:2023-04-201506浏览

电感器——又称扼流器、电抗器、动态电抗器。与电容器、电阻器一起被称为三大被动元件，继电容器、电阻器之后迅速发展实现片式化的元件。

基本原理

自感现象：当流经导体本身的电流发生变化时会产生的电磁感应现象。用金属导线做成线圈，流经线圈的电流发生变化时，会产生很明显的电磁感应现象,线圈自感应反向电动势阻碍电流的变化,起到平稳电流的作用。具体地，如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。

从能量角度看就是，电感器能把电能转储为磁能，把磁能释放为电能。同一电感器对不同变化频率的电流阻碍效果不一样,其总体规律是:通低频，阻高频。

电感器主要性能参数

电感量也称自感系数，是表示当流经电感器的电流发生变化时，其产生自感应能力的一个物理量。电感量的大小反映了元件存、释能量的强弱。电感量是电感器本身固有特性，取决于线圈匝数、绕制方式、磁芯材料等。

公式：Ls=(k*μ*N²*S)/L

其中:μ为磁芯的相对磁导率

N 为线圈圈数的平方
S 线圈的截面积，单位为平方米
L 线圈的长度，单位为米
k 经验系数

从公式可知:

线圈圈数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯的线圈电感量大；磁芯导磁率越大的线圈，电感量也越大。电感量的基本单位是亨利（亨），用字母“H”表示。常用单位毫亨（mH）、微亨（μH）、纳亨（nH）。换算关系为：1H=10^mH=10^6μH=10^9nH

电感量允许误差

允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高，允许偏差为±0.2%~±0.5%；用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高,允许偏差为±10%~±20%。

感抗XL

电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL

品质因素Q

品质因素Q是表征电感器质量的一个主要参量。

Q为电感器在某一频率的交流电压下工作时，感抗XL与其等效的电阻的比值:

公式：Q = XL / R

因XL与频率有关，所以Q值与频率相关。常见Q-F曲线为钟形。电感器的Q值高低与线圈导线的直流电阻，磁芯介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。Q值反映元件工作时所做的有用功与其本身消耗的能量比例关系，电感器Q值越高，回路的损耗越小，效率越高。电感器的Q值通常为几十到几百。接收、发射模块中的耦合、调谐电路对Q值要求高，滤波电路Q值要求低

自谐振频率SRF

电感器的寄生电容与电感量发生谐振的频率点，记为FSR。在FSR下，电感感抗与寄生电容容抗相等并互相抵消，整体表现为电抗为0，FSR处电感失去储能能力表现出高阻的纯阻特性。即FSR处，Q=0 。

公式：FSR=[2л(LC)1/2]-1

寄生电容是指线圈的匝与匝之间，线圈与磁芯之间，线圈与地之间，线圈与金属之间都存在的电容。电感器的寄生电容越小，其稳定性越好。寄生电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的寄生电容越小越好。

直流电阻Rdc

直流电阻——直流状态下测量元件的电阻值，单位为欧姆。表征元件内部线圈的质量状况，符合欧姆定律。在电感设计中，都要求直流电阻隔尽可能的小。通常标称为最大值。

额定电流Ir

额定电流是指电感器在允许的工作环境下能承受的最大电流值。电流通过会引起元件发热，元件温升电感量会下降，取元件电感量下降30%或器件温升40℃的电流值为额定电流。若工作电流超过额定电流，则电感器就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。额定电流为其允许的最大工作电流，同系列产品，电感量增大，额定电流减少。对非磁性磁芯电感器来说，额定电流取决于直流电阻，直流电阻越小则温升越小，容许电流越大。

电感感值是不是越大越好？

在回答这个问题之前，我们先来看一个公式：

上述公式为电感量的计算公式，L是电感值，μ是磁导率， N是线圈匝数；A是磁心的横截面积,ι是线圈的长度。电感值的大小与电感器的结构参数有关，取决于线圈中磁心的横截面积A、线圈的长度ι，以及磁心材料的磁导率μ以及线圈的匝数N。其中，N是二次方项，说明匝数是影响电感量的主要因素。如果为了在相同外形尺寸及相同材质的磁心上缠绕更多的匝数，就必须用细一些的导线，电感的额定电流就会相应的降低，就是说提高电感值的同时牺牲了电感的额定电流 (相同磁芯的条件下)。

所以电感感值不是越大越好。

那如何选择合适的电感呢？

主要根据电感的封装尺寸，以及电路设计需要的最小感值和额定工作电流等来确定所需要的合适的电感器。此外还需要综合考虑电感器的工作环境，参考工作频率、工作电压等参数。

选择了不合适的电感有哪些影响呢？

如果选择了不合适的电感那么电感基本的储能和滤波作用达不到，或者引起电路短路、漏电，更严重的电感发热甚至引起电路板自燃，影响电路的使用。