EMC中的電感器：簡介

本文介紹了電感器的基本知識，電磁學理論和實踐中的基本組件。回顧了基本的物理定律以及現實世界中的一些電感示例。

什么是電感器?

能源有不同類型：熱能，核能，化學能，電能，機電能等。有些材料(例如磁鐵)具有固有的磁能。此外，有些組件可以臨時存儲磁場中的能量。這些組件稱為電感器，它們以各種形狀和尺寸存在。

電感

對循環電流產生反壓的電路元件表現出電感特性。該電壓稱為自感應電壓(Uemf)或電動勢(EMF)，它與電流的變化速度成比例[1]。

L是亨利[H]中的電感，Uemf是電感上的電壓，di/ dt是電流的變化率，單位為安培/秒。

字母L的起源來自海因里希·倫茨(HeinrichLenz)，他說電路中的感應電壓趨向于抵抗電流的變化。負號是由于反對派。電感(L)的單位為亨利[H]，[H]= [Vs /A]，其中[V]代表電壓，[s]代表秒，[A]代表電流。線圈的電感取決于不同的因素，例如幾何形狀，材料，繞組匝數或完成繞組的方式。

當開關更改其位置時會感應電動勢(UMF)電壓。

如果電動勢是在電流變化的同一條導體中引起的，那么我們將討論自感。另一方面，如果力出現在不同的導體上，那么我們將討論互感[2]。后一種屬性可用于變壓器，電磁爐或進行無線充電。

自感和互感之間的比較[2]。

電感類型

市場上存在各種尺寸，形狀和材料的電感器。即使所有這些電感器的物理概念相同，每種電感器也有不同的用途。電感器的具體應用將在以后的文章中進行回顧。電感器的形狀和類型將由磁芯給出。所有電感器都是在鐵芯上放置單個或多個繞組的，即使該鐵芯是由空氣制成的。用于鐵芯的典型材料是鐵氧體，鐵粉或MnZn。每種材料具有不同的磁導率(μ)，即磁芯周圍集中磁通量的能力。除了材料之外，形狀也很關鍵，其選擇將取決于能量轉移的要求，最大電流，應用和電磁輻射等。形狀，大小有效滲透率。

不同類型的電感器。

電感器種類繁多。在上圖中從左到右：環形線圈(銅線繞“甜甜圈”磁芯纏繞)，空芯電感器(不帶磁芯的導線線圈)，PCB表面安裝(SMD)帶磁芯的功率線圈電感器，鐵氧體磁珠作為鉗位鐵氧體(用于夾持電纜)，鐵氧體磁珠作為PCB表面貼裝(SMD)鐵氧體磁珠。

實際電感

在理想情況下，電感純粹是電感，信號頻率和振幅在它們之間循環獨立。在現實世界中，由于物理性質和構建方式，存在寄生成分：

電阻[R 。帶有電阻率(電阻路徑)的絕緣銅線繞組

電容?。絕緣的銅線彼此靠近放置，每個繞組圍繞一個芯線，從而構建一個電容器(以線絕緣為電介質材料的線與線之間的電容)

磁導率μr。芯材(磁性或非磁性)會隨著磁通密度的增加和溫度的變化而改變其磁導率。這導致電感L的變化。

除了電感值(它限制了要存儲的最大能量)之外，這些寄生元件還將限制電感器的實際使用。

理想電感。

真正的電感器。

如果考慮電感的寄生元件R和C，則總阻抗Z如下[1]：

通常，寄生電阻R相當低，因此可以忽略不計。

在(平行)諧振頻率處，分母將為零，從而產生最大阻抗。那個頻率是：

從這一點出發，電感的電容成分將占主導，并且電感將不再充當電感，呈現出電容性阻抗。因此，需要將電路設計為在諧振頻率以下工作。

帶有寄生元件R和C的實際電感器的阻抗Z與頻率f的關系[1]。

應用領域

電感器用于許多不同的應用中，因此此處僅列出了EMC的相關示例：

濾波：電感器，電容器和電阻器的組合非常適合衰減和消除不希望的信號。追求電磁兼容性(EMC)時，電感器起著至關重要的作用。

隔離：感應電流從一個電感器流到另一個電感器的能力有助于解耦電氣路徑。變壓器是建筑開關電源(SPMS)的基本組件。

結論

本文介紹了電感器的基本原理及其一些應用。電感器是所有電子產品中的關鍵組件。在接下來的續集博客文章中，我們將介紹電感器的一些更具體的應用以及它們如何幫助您使產品符合EMC要求，持續關注雷卯電子。