电子元器件选型指导系列-电感器选型指南

能产生电感作用的元件统称为电感元件，也称电感器，常常直接简称为电感（Inductor）， 在电路中用字母“L”表示。电感器依据电磁感应原理，由导线绕制而成，在电路中具有“通直流、阻交流”的作用。在电子整机中，电感器主要指电感线圈和变压器等。

一、基础知识

在导线或线圈中通过电流时，其周围会产生磁场，当电流发生变化时，线圈周围的磁场也会发生变化。变化的磁场可以使线圈自身产生感应电动势，这就是自感作用。表示自感能力的物理量称为电感。能够产生电感作用的元件称为电感器。

如果在通以交流电的线圈的磁场中，放置另一只线圈，在此线圈中就会产生感应电动势，这种现象叫做互感。变压器就是运用互感作用的电感器。

（一）电感器的分类

电感器通常分为两大类：一类是应用电感作用的电感线圈。另一类则是应用互感作用的变压器。

1.电感线圈的分类

电感线圈种类繁多，按照结构分有固定电感和可调电感。

（1）固定电感：为了增加电感量和Q值并缩小体积，线圈中常放置软磁材料制作的磁芯或硅钢片制作的铁芯，故又有空芯电感器、磁芯电感器和铁芯电感器。

（2）可调电感器：主要有磁芯可调电感器、铜芯可调电感器、滑动接点可调电感器、串联互感可调电感器、多抽头可调电感器等。

2.变压器的分类

变压器也是一种电感器，在电路中可以起到电压变换和阻抗变换的作用，是电子产品中十分常见的无源器件。变压器一般由线圈、铁（磁）芯和骨架等组成。变压器可根据其工作频率、用途及铁芯形状进行分类。

（1）按照工作频率可分为：低频变压器、中频变压器、高频变压器；

（2）按照用途分可分为：电源变压器、音频变压器、脉冲变压器、恒压变压器、耦合变压器、自耦和变压器、隔离变压器等多种类型。

（3）按照铁心（磁心）形状可分为：“E”形变压器，“C”形变压器，环形变压器。

3.片式电感器

片式电感器也称表面贴装电感器，它与其它片式元器件（SMC及SMD）一样，是适用于表面贴装技术（SMT）的新一代无引线或短引线微型电子元件，其引出端的焊接面在同一平面上。

从制造工艺来分，片式电感器主要有4种类型：绕线型、叠层型、编织型和薄膜片式电感器。

（1）绕线型：它的特点是电感量范围广，电感量精度高，损耗小（即 Q大），容许电流大、制作工艺继承性强、简单、成本低等，但不足之处是在进一步小型化方面受到限制。

（2）叠层型：它具有良好的磁屏蔽性、烧结密度高、机械强度好。不足之处是合格率低、成本高、电感量较小、Q值低。

（3）薄膜片式：具有在微波频段保持高Q、高精度、高稳定性和小体积的特性。其内电极集中于同一层面，磁场分布集中，能确保装贴后的器件参数变化不大，在100MHz以上呈现良好的频率特性。

（4）编织型：特点是在1MHz下的单位体积电感量比其它片式电感器大、体积小、 容易安装在基片上。用作功率处理的微型磁性元件。

（二）电感器的型号命名方法

1.电感线圈的型号命名方法一般由下列四部分组成：

部分：主称，用字母表示。其中L代表电感线圈，ZL代表阻流圈。

第二部分：特征，用字母表示，其中G代表高频。

第三部分：型式，用字母表示，其中X代表小型。

第四部分：区别代号，用数字或字母表示。

例如：LGX型为小型高频电感线圈。应指出的是，目前固定电感线圈的型号命名方法各生产厂有所不同，尚无统一的标准。

2.变压器的型号命名方法一般由下列三部分组成：

部分：主称，用字母表示。其中DB表示电源变压器，CB表示音频输出变压器，RB表示音频输入变压器，GB表示高压变压器，HB表示灯丝变压器，SB或者ZB表示音频输送变压器。

第二部分：功率，用数字表示。

第三部分：序号，用数字表示。

例如：DB-50-2表示50VA的电源变压器。

（三）电感器的主要参数

电感线圈的主要技术参数有电感量（L）及允许误差、感抗（XL）、品质因数（Q值）、分布电容、标称电流等。

1.电感量L

电感量反应电感储存磁场能的本领，它的大小与电流大小无关，与线圈的匝数，几何尺寸，有无磁芯（铁芯），磁芯的导磁率等有关。电感量的单位为亨（H），常用的单位是：毫亨（mH）、微亨 （uH）；1H = 103 mH = 106 uH.

在同等条件下，线圈匝数越多，电感量越大；线圈直径大，电感量大，有磁芯比没有磁芯电感量大。用于高频电路中的电感相对较小，用于低频电路中的电感量相对较大。

2.允许误差

电感量实际值与标称值之差除以标称值所得的百分数。

3.感抗XL

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

4.品质因素Q

电感线圈中，储存能量与消耗能量的比值称为品质因素，或是电感线圈所呈现的感抗与线圈直流电阻的比值。品质因素又称为Q值，一般为50-300。Q值与线圈的结构有关，Q值越高，电路的耗损越小。采用磁芯线圈，多股粗线圈均可提高线圈的Q值。

5.分布电容

分布电容又称为寄生电容，指线圈的匝与匝之间、线圈与屏蔽罩之间、线圈与底版之间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而，线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。

6.标称电流

电感长期工作不损坏所允许通过的电流。它是高频、低频扼流线圈和大功率谐振线圈的重要参数。通常用字母“A”、“B”、“C”“D”、“E”分别表示标称电流值为“50mA”、“150mA”、“300mA”、“700mA”、“1600mA”。应用时，实际通过电感器的电流不宜超过标称电流值。

二、电感器的选型及使用

（一）电感器在电路中的作用

电感的基本作用有滤波、振荡、延迟、陷波等，一般对电感作用形象说法是“通直流，阻交流”。

在电子线路中，电感线圈对交流有限流作用，它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及LC谐振电路等；变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。

（二）电感器的选型及运用

1.电感线圈的选用

按照工作频率的要求，选择某种结构的线圈。

（1）用于音频段的一般要用带铁芯（硅钢或坡莫合金）或低铁氧体芯的线圈；

（2）在几百千赫到几兆赫间的线圈好用铁氧体芯，并已多股绝缘线绕制；

（3）磁芯采用高频铁氧体，也常用空心线圈；

（4）在100兆赫以上的一般不能选用铁氧体芯，只能用空心线圈。

2.变压器的选用

（1）选用电源变压器时要与负载电路相匹配，电源变压器应留有功率余量（即输出功率略大于负载电路的功率），一般电源电路采用“E”型铁芯，高保真音频功放的电源电路选择“C”型变压器或环形变压器。

（2）中频变压器有固定的谐振频率，调幅收音机的中频变压器不能与调频收音机的中频变压器互换；同一收音机中中频变压器顺序不能装错，也不能随意调换。

（3）电视机中伴音中频变压器与图像中频变压器不能互换，选用时应选同型号、同规格的中频变压器，否则很难正常工作。

3.电感器在使用过程中要注意的以下事项：

（1）电感器使用的场合

潮湿与干燥，环境温度的高低，高频或低频环境，要让电感表现的是感性，还是阻抗特性等，都要注意。

（2）电感的频率特性

在低频时，电感一般呈现电感特性，只起储能，滤高频的特性。但在高频时，它的阻抗特性表现的很明显，有耗能发热，感性效应降低等现象。不同电感的高频特性都不一样。

对于高频信号用电感，主要用在射频信号上。其电感值范围：0.6nH～390nH。其直流电阻（以下 “直流电阻”均指器件本身的直流特性）与电感值有关，电感值越大，对应的直流电阻也越大。自谐振频率：一般在1GHz以上，可达12GHz。电感值越大，对应的自谐振频率往往越小。额定电流：几十毫安～几百毫安。电感值越大，对应的额定电流往往越小。

对于一般信号用电感，用在高速信号上。其电感值范围：0.01uH～1000uH。其直流电阻比高频信号用电感和电源用电感大，小值为100毫欧，大的可达到几欧姆。自谐振频率：几十兆赫兹～几百兆赫兹。电感值越大，其对应的自谐振频率越小。额定电流：几毫安～几十毫安。电感值越大，其对应的额定电流越小。

对于电源用电感，其电感值范围：1uH～470uH。其直流电阻有多种选择，小值为几毫欧，大的有几欧姆。自谐振频率：几十兆赫兹～几百兆赫兹。额定电流：几十毫安～几安。工作频率低于谐振频率时，电感值基本保持稳定；工作频率超过谐振频率，电感值将会先增大，一定频率后，又迅速减小。应选择谐振频率点高于工作频率的电感。

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