专题：手把手学习硬件基础------3、电感

一、基本概述

定义：将漆包线在铁芯或绝缘骨架上绕制而成的器件，当线圈通过电流时，线圈就会形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来阻碍线圈中电流的变化，这种电流与线圈的相互作用关系，就是电感。

单位：亨利H，电感越大，阻碍电流变化的能力越强；

电感总是试图阻碍自身电流的变化，这是一种自然现象。

1H = 1000mH = 1000000uH

自感与互感：电感线圈通过电流时，线圈的周围产生磁场，当线圈中电流发生变化时，磁场相应产生的感应电流阻碍电流的变化，称为自感；

两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器；

感应电压：电感线圈产生自感时，感应电流通过负载维持电流变化，将产生感应电压。感应电压的大小取决于感应电流与负载，感应电流与负载越大，感应电压越大，反之越小；

电感突然断开时，需要提供合理的续流路径，否则相当于负载无穷大，将会产生很高的感应电压，损坏电路。比如BUCK降压与电磁继电器中的续流二极管，就是给电感提供续流路径的，减小感应电压；

电感作用：本质是阻碍自身电流的变化，在电流中起到通直隔交的作用；

通直流----流过电感的电流无变化，电感相当于导线，不过与导线的区别是电感周围会产生磁场；

隔交流----注意是阻碍交流，不是阻止，最终还是会从电感流过，电感阻碍电流变化，让电流变化缓慢；

二、器件选型

1、常用的电感：贴片高频电感、功率电感、共模电感、差模电感

贴片高频电感用于高频电路滤波、小功率LC滤波

功率电感用于LC滤波，升压电路

共模电感用于滤除共模信号

差模电感用于滤除差模信号

2、电感值

a、计算取值：LC滤波电路，根据中心频率计算，f=2πLC开根号

b、手册取值：设计电路时，根据参考手册典型值选取

c、经验取值：根据实际测试取值

3、串联与并联

电感串联感值增大，对电流的阻碍作用加强；

电感并联感值减小，对电流的阻碍作用减小；

4、DCR：电感的直流阻抗（类似电容的DSR），导线必定存在电阻,此电阻导致电感发热，根据P=I2R，DCR越小越好

5、饱和电流

Isat：电感饱和电流，当流过电感的电流超过饱和电流时，电感作用将降低，甚至失效，变成一根导线，损坏电路。应用中应避免电感中电流超过饱和电流，可靠性考虑，尽量留有一定余量；

如BUCK降压，如果电感饱和了，LC滤波变成C滤波，电容充电电流将损坏PWM开关管，电路失效。

饱和电流取值：流过电感的电流导致感值降为70%时，此时的电流为饱和电流。如果电流进一步增加，电感性能将降低，甚至失效。

三、产品应用

1、BUCK降压

LC滤波器，采用功率电感，电感饱和电流至少大于平均电流的4/3（经验值），将电源PWM波滤成直流电压，改变PWM占空比即可改变直流电压，达到降压的目的。

D14为电感L4进行续流，为续流二极管，必不可少；

2、BOOST升压

当电路断开的时候，电感L1会产生反向的感应电压，其方向正好与电源相当于电池相连，可以加大电源的输出电压，可以从3V升压到9V；（有点像自举电路）

3、电源LC滤波

电机在启动的时候电流比较大，这里LC滤波可以为电机提供蓄水池的功效，L和C都可以提供能量，并且L可以限制充电和放电电流变化过快。

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