硬件知识学习 电感

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1.电感的作用:

电感在电路中扮演着多样化的关键角色,其作用相当复杂且精细。以下是对电感作用的更详细解释:

  1. 滤波作用
    • 高频噪声抑制:电感能有效滤除电路中的高频噪声和杂波,使得输出端的信号更为平稳和稳定。这种特性在高频电路,如开关电源和DC/DC变换器中,尤为显著。通过滤除高频噪声,电感确保了电路的稳定性和可靠性。
    • 去噪与保护:电感具有电动势自感性,可以吸收和消除电路中的高频尖峰噪声和干扰信号。这有助于提高系统的抗干扰能力和稳定性。同时,在高压高功率电路中,如开关电源,电感能吸收并储存电流能量,在输出端出现短路或负载变化时,通过反向电流保护电源和电路的安全性。
  2. 振荡器中的作用
    • 储能:电感具有储能特性,能在电路中储存电能。在振荡器中,电感与电容等元件共同构成谐振电路,通过储存和释放电能来维持振荡的稳定进行。
    • 滤波:电感还能滤除电路中的杂散信号和噪声,从而提高振荡器的输出质量。
    • 构成谐振回路:电感与电容可以构成谐振回路,通过调整电感值和电容值来改变谐振频率,实现对振荡频率的控制。
  3. 限流作用
    • 阻碍电流变化:电感对电流有阻碍作用。当电路中的电流发生变化时,电感会产生自感电势和互感电势,这些电势会阻碍电流的变化。因此,电感在电路中能起到限制电流变化的作用,有助于稳定电路的工作状态。
  4. 调谐与频率选择
    • LC调谐电路:电感线圈与电容并联可以构成LC调谐电路。当电路的固有振荡频率等于非交流信号的频率时,电路的感抗和容抗相等,形成共振现象。这种LC谐振电路具有频率选择功能,可以选择特定频率的交流信号。
  5. 在直流与交流电路中的作用
    • 直流电路:电感在直流电路中不起主要作用,因为直流电流的大小和方向是恒定的,电感不会对其产生明显的阻碍作用。
    • 交流电路:在交流电路中,电流的方向和大小会不断变化。电感通过产生自感电动势来抗拒这些电流变化,从而维持电路的稳定。电感能够减小电流的波动,防止电路出现过载或短路的情况。

除了上述功能,电感还在音频电路中用于消除噪音和改善音质,以及在电力系统中用于调节电压和电流的相位差,以实现更好的功率因数和效率。

参考文章:文心一言 (baidu.com)



2. 需要使用电感的地方

        电感是一种重要的电子元件,其本质是通过电能转换磁能,实现电流和电压的变换和控制。它具有延迟、储能、滤波、隔离、降噪等功能,因此在多个领域都有广泛的应用。

  1. 电力电子与电源领域:电感在电源领域中的应用主要体现在电感的过滤和谐波的抑制上,例如电源输入电压的过滤和电源输出电压的补偿等。
  2. 通信领域:电感常用于收音机、电视机、雷达、无线电等通信设备中,实现调谐、选择性放大、滤波等功能。
  3. 工业自动化领域:电感在工业自动化领域也扮演着重要角色,它可用于电机启动、运行、控制等方面,有助于提高电机效率、降低损耗、优化整个系统的性能。
  4. 其他领域:电感还在医疗设备、雷达和导弹跟踪器、计算机控制系统等领域中得到应用。

        此外,电感器可以检测、测量和转换电磁信号,用于控制、检测、保护等电子设备。例如,它可以用于控制电机的转速和方向,以及控制电路的开关和调节;可以用于检测和测量电磁场的变化和发生的事件;还可以用于保护电子设备免受电磁波的损害。

        未来,电感在电动汽车中的应用前景也十分广阔,可以用于电池管理系统、电机驱动系统等方面,提高电池充放电效率、降低噪音和振动。

        综上所述,电感在各个领域都发挥着重要作用,它的应用不仅限于电路中的滤波和稳定,还涉及到电磁信号的检测、测量和转换等多个方面。随着科技的不断发展,电感的应用范围还将进一步扩大。

        总结一下:我所认知的电感主要用于 DCDC 电路,射频分析。

参考文章:文心一言 (baidu.com)



3. 电感的选型 (举例)

1. 确定芯片的型号

链接:IS6608A-0000_(Innovisionsemi(长工微))IS6608A-0000中文资料_价格_PDF手册-立创电子商城 (szlcsc.com)


2. 读数据手册获取下面这些值

A.最大电流  - Imax =   35A

B.确认输入电压和输出电压, 输入 Vin  = 12V        输出Vout = 1.2V

C. 开关频率 fsw  = 400KHZ  (最小的)

D.输出电流 Iout = 30A   (这个电流可以是连续输出电流)

△I  = Iout *0.3 = 9A

电感最小取值: Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)  = (12 - 1.2)*1.2/(9*400K*12)= 0.3uH

电感实际取值: L    = 0.3uH*1.25 = 0.375uH    =400nH

温升电流:   It > lout  = 33A

饱和电流:Ib > lmax = 40A

开始电感选型:按照上面的数据:

  • ASPIAIG-F1040-R39M-T

参考文章:DCDC功率电感(Inductor)选型 - aerguqiuhui - 博客园 (cnblogs.com)



4. 推荐的文章:

1. (6 封私信 / 66 条消息) 电感在电路中的作用? - 知乎 (zhihu.com)


http://www.ppmy.cn/server/16245.html

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