带你认识不一样的电感!电子电路基础元件之三——电感!

陪多多修电脑 2024-06-22 14:28:14

电感的作用是通直阻交,通低阻高。电感是用导线在磁环上绕制而成,没有磁芯的是空芯电感,电感量较小一些。无论是数字电路,还是模拟电路都离不开电感的可靠保障!

一、电感分类

1、扼流圈(铁硅铝磁环电感)

我们常见的扼流圈一般用于开关电源的次级输出滤波电路,开关电源的输出电流越大,扼流圈的体积也越大,质量也就越重。其作用就是阻止交流高频干扰干扰信号通过,让直流低频电流通过,所以在扼流圈的两侧都会有一个滤波电容。

这可是实实在在的纯铜线,UPS电源里面满满的是这些线圈在起作用。

在实际电路中,如果扼流圈前面的滤波电容鼓包失容,就会导致通过扼流圈的交流高频成份增加,这个时候扼流圈就会处于磁饱和状态,铜线长时间发热高温,最后烧糊。

2、共模滤波电感

共模滤波电感常用于开关电源的市电整流电流之前,共模电感配合电感两端的安规电容,滤除市电电路中的共模干扰杂波,同时也阻止开关电源的工作时产生的多次谐波干扰进入市电网络中。

1)、扁平线EMI共模电感

2)、共模磁环电感

3)、共模贴片电感

共模贴片电感常用于笔记本电脑,台式电脑,平板和手机等电子设备中,用于滤除外部通讯线路中的共模干扰信号。

4)、EE共模电感滤波器

5)、UU共模电感滤波器

2、色环电感

色环电感的形状和封装尺寸和色环电阻类似,属于分立直插式电子元件,有电感量和额定电流两个主要应用参数。

3、贴片电感

贴片电感主要适用于移动轻薄电子设备中,作用也是储能、滤波、降低干扰等。

1)、贴片功率电感

这类贴片电感一般在芯片供电VCC输入端串接,在笔记本、手机、平台等移动设备中使用普遍。

2)、贴片功率屏蔽电感

这类电感用于DCDC变换电路,主要作用是储能,在笔记本和电脑等设备中使用普遍。

3)、贴片工字电感

储能电感,用于DC-DC变换电路。

4)、储能电感

这种也是储能电感,只是工作电流更大。

5)、贴片高频线绕电感

这种高频线绕电感,常用于数字电路中。

6)、贴片可调电感

可调电感现在见的少了,在三十年前的电视机里面,收音机里面都有可调的中周,用于固定中频信号。那个时候的电视机和收音机组装好以后,还需要手动调节,频道和信号都清晰了,再把可调电感封固。现在技术高级了,可以编程直接实现。

4、工字电感

工字电感也是储能电感,用于DC-DC电压变换电路,也用于开关电源的次级输出滤波使用,属于分离式元件。

5、磁芯电感

在圆柱磁芯上绕制一定长度的漆包线就制成磁芯电感,外面再用热缩管封固,常用于开关电源的次级输出电压滤波电路中。

6、穿心电感

这种电感在开关电路的初级经常可以见到,300V供电电路中会有多个,电源管的引脚上加一个磁环也是穿心电感,也是起滤波阻高作用。

在开关电源的次级整流二极管的引脚中也会串接磁环,也是起到阻止高频干扰通过的作用。

7、可调电感

可调电感通过调节磁芯的上下位置,可以在一定范围内改变电感量,用于工作点需要后期调试的设备中使用。

8、胆机功放扼流圈

胆机功放是发烧友的终级追求目标,在胆机功放使用的扼流圈都使用环形或E型变压器制成,目的是输出音质更加纯正,尽可能的降低杂波干扰。

9、高频空心电感

空心电感的电感量较小,一般用于高频射频电路中,调节线圈的松紧就可能改变电感量的大小。在模拟时代收音机、对讲机、电视机里面经常见到这种空芯电感。到了现在数字时代,无论是手机、对讲机已经看不到这种电感了。

10、大电流电感

11、无线钥匙感应线圈

我们使用的手机NFC刷卡,门禁钥匙,汽车钥匙,里面的使用的线圈不但起到信号传输的作用,同时也是能量传递的关键所在。

12、无线充电线圈

现在手机平板都支持无线充电了,无线充电的基本原理也是电磁感应,和变压器初级次级感应一样,只是这个工作频率更高,没有磁芯,是空气传导。无线充电不但可以用于手机平板,也可以用于不方便接线供电的环境中,如鱼缸,指纹锁等。

13、音箱分频器

高端音箱的输出电路中有不同的分频器,用以达到高音、中音、低音的完美还原。

二、电感在电路中应用

电感在电路中的基本作用就是储能、滤波和抗干扰。

1、DC-DC降压

图示电路中L1为储能电感,Q1控制电源为L1充磁的时间长短,由此决定VOUT电压的高低。当Q1导通期间,VIN通过Q1为L1充磁,电流慢慢上升,C0两端电压也上升。当Q1关闭期间,L1的电流不能立即停止,会继续沿原来方向流动,这个时候D1为L1电流提供导通回路,也叫续流二极管。调整Q1开启的占空比,就可以调整C0两端的电压,即VOUT电压大小,VOUT电压最大为VIN电压。

2、DC-DC升压

图示电路为DCDC升压电路,当Q1导通期间,电流通过Q1为L1充磁。这个时候D1是不导通的。当Q1关闭期间,L1的电流不能停目止,会沿着D1为C0充电。这个时候L1相当于一个电池,左端为电池负极,右端为电池正极。这就相当于原来电源与L1电池串联,所以VOUT的电压就高于VIN电压。控制Q1的占空比和L1的电感量,就可以调整VOUT电压的高低。

3、信号抗干扰

笔记本的HDMI、DP、USB接口都会使用共模贴片电感,滤除来自使用环境中的电磁干扰。

4、电源滤波

这是开关电源电路中常用的差模和共模滤波电路,L1和L2构成差模滤波电路,滤除市电网络对地的干扰信号。L3,L4,C1,C2,C3构成共模滤波电路,滤除火线和零线间的共模干扰信号。

5、分频电路

音箱分频电路也是利用电容和电感的特性,对音频信号进行分频,让高音、中音、低音分别由不同的喇叭单元驱动还原。

6、LC滤波电路

LC滤波电路常用在开关电源的次级输出电路中,由C1、L1、C2构成∏型滤波电路,L1阻止高频杂滤信号通过,C1,C2为交流信号提供回路,同时为后级提供电源供应。

7、LC振荡电路

图例是一个正激励的LC振荡电路,VOUT为输出信号端。PB1和PB2分压为VT提供合适的工作点电压,使用VT工作在放大状态。RE为直接信号提供通路,CE为交流信号提供通路。

在实际维修中电感线圈损坏的很少,电阻容易变值或断路,电容容易短路烧毁或者失容,而电感因为通过电流不大,极少有损坏的。

在手机、平板、电视机、笔记本电脑,台式电脑内部因为使用大量的DC-DC变换电路,因为工作状态的原因或者节能模式的设置,有些电感可能会发现异常的啸叫。而这种啸叫声频率较高,如果不是对听力敏感的人一般是听不到的。所以当有些电脑出现这种异常的啸叫声时,生产厂家不认为这是一种故障。

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