一、简介

主要参考的博客：电感
1、理论分析：知其然，并且知其所以然，从而理解寄生电感
问题：电感是什么，怎么产生的?
目的：分析引脚电感，过孔电感，传输线理论模型等等寄生电感。
2、讲解示例：功率电感
各种参数：电感值、饱和电流、温升电流、额定电流、DCR、Q 值、屏蔽性、价格等等
因为材料，封装，工艺等等的差异，也会有各种类型。不同类型的电感参数也会差异比较大。

二、基础知识

根据法拉第电磁感应定律，当通过线圈的磁通发生变化，在线圈两端就要产生感应电动势，并且感应电动势的大小正比于磁通的变化率，即

因此可以得到以下特性:

1-不能让电感电流突变
电流突变会造成 di/dt 的值无限大，也就是说在电感两端产生无限大的电压，这通常会对电路造成破坏，需要尽量避免。
2-电感在直流电路中相当于短路
直流电路中，di/dt 为 0，产生的感应电动势为 0，也就是说电感在直流电路中相当于短路。
3-电感两端加恒定电压时、电流线性增大或者减小
在电感两端加上恒定电压 U 时，感应电动势与所加电压相等，方向相反，等于-U（负号表示感应电动势要阻止电流变化）。根据上述公式，di/dt=U/L=常数，这说明电感的电流是线性的增加的。
这一点就解释了 DCDC 开关电源中电感电流波形为什么是三角波。在开关打开时，电感两端电压为 VinVout，因此电感电流线性增加，给电感充电。而在开关闭合时，电感两端电压为-Vout，电感电流线性减小，电感放电。

经验公式计算电感值
1：导线电感值

①线长越长，电感越大
②线越细，电感越大
这两个结论对我们理解寄生电感很有帮助，要想减小寄生电感，走线要尽量短，尽量粗。也能大致看出为什么地平面是低电感路径。

2:不带磁芯电感

①电感与匝数的平方成正比，但是匝数越多，轴向长度越长，会使 k 减小
②电感与线圈的直径成正比，直径越大，电感越大。
具体使用方式，参见原文链接

3：带磁芯电感

电感量与其磁导率、匝数 N 的平方、及等效磁路截面积 Ae 成正比，而与等效磁路长度 le 成反比。

电感的储能、等效模型、复阻抗表达式及其模值、谐振频率

可以看到，在谐振频率处，阻抗达到最大值；频率低于谐振频率时，电感主要呈现感性；而在频率高于谐振频率时，电感主要呈现容性。

三、电感实物

1；电感分类

电感依铁芯形状不同有环型、E 型及工字型；
依铁芯材质而言，主要有陶瓷芯及两大软磁类，分别是铁氧体及粉末铁芯等。
依结构或封装方式不同有绕线式、多层式及冲压式，而绕线式又有非遮蔽式、加磁胶之半遮蔽式及遮蔽式等。

2：电感制作工艺

①绕线电感：铜线绕制
②叠层电感：丝网印刷
③薄膜电感：薄膜工艺

④一体成型：压制成型

3 ：电感内部结构

①绕线电感：铜线绕制
②叠层电感：丝网印刷
③薄膜电感：薄膜工艺
④一体成型：压制成型

四、实用参数

1；基础参数
（1）：电感值：1H=103mH=106uH=10^9nH
（2）：电感精度：一般不高，一般标称值为±20%或者±30%。
（3）：电感电流：
饱和电流Isat：饱和电流 Isat 一般是标注在电感值衰减 30%（一些厂家是 10%，40%）的偏置电流。
温升电流 Irms：指电感自我温升温度不超过 40 度时的电流。
额定电流 Irat：电感最终的额定电流，是饱和电流和温升电流中的小者。
1.如果其直流电流已经使磁芯饱和，电流中的交流分量将不能再引起磁通量的变化，电感器就失去了作用，这时磁芯完全饱和。电感量是与磁导率成正比的，所以电感量随电流增大而减小。
2.磁芯温度一旦超过其居里温度，它的磁导率会急剧下降，也就说在到达居里温度后，磁芯的电磁效应已无法起到作用，相对磁导率为 1，和空气接近。
3.我们在电路设计中，关于额定电流一般至少会留 20%的裕量。即电感通过的最大电流要小于手册中的额定电流的 80%。
（4）：直流导通电阻 DCR：同等电感量，额定电流越大，导线会越粗，DCR 越小。
（5）：自谐振频率 SRF：电感存在寄生电容，因此有个自谐振点，并且是串联谐振，在谐振点处，电感的阻抗最大
（6）：电感 Q 值：也叫电感的品质因数，是衡量电感器件的主要参数。Q=无功功率/有功功率
_ _ Q 是表示电感质量的一个重要参数。Q 值的大小，表明电感线圈损耗的大小，其 Q 值越大，线圈的损耗越小；反之，其损耗越大。
2:电感的损耗：
1.直流导通电阻DCR，和交流电流感受到的电阻 ACR(由于集肤效应/邻近效应，导线的等效电阻随频率提高）
2.磁芯损耗主要由两种构成，磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗:一部分磁畴要克服磁畴壁的摩擦发生刚性转动,使磁芯发热。涡流损耗:感生出的环形电场会使磁芯中形成环形电流。电流流过电阻，就会发热，产生损耗.
3:电感特性
（1）：直流偏置特性--------电感量会随电流的增大而减小。
 一旦超过饱和电流，铁氧体铁芯的磁导率会陡降，而铁粉芯则可缓慢降低,即有较好的直流偏置特性。
（2）：电感的频率特性--------在频率远小于谐振频率时，电感量可视为常数。
在远高于工作频率d的高频段，因寄生电容与电感所产生的谐振，电感值会上升
4：减小寄生电感的思路
信号线/焊盘的寄生电容：在设计PCB时，一是要减小铜皮覆盖的总面积；二是要增加层间距（在实际操作时，可以选用层间距大的PCB层叠结构，或者挖空相邻层的参考面）
芯片引脚电感：        最好的设计方法是使用大面积地线（以减小电感）。最好能够在多层印制电路板中使用单独的地线层，即使没有这个条件，至少也要在双层电路板的两面敷上“网格状”地线。此外，大量使用旁路电容也是必须的。这些问题在高电压CMOS上不那么明显（因为其状态转换比较慢），而在F，AS以及AC（T）系列逻辑电路中非常眼中。事实上，AC（T）系列的这类问题非常突出，以至于生成厂家不再把芯片上的电源和地的管脚位置设计成“边角型”，而是设计成“中间管脚”，因为把电源和地的管脚放在一排管脚的中间会减小其内部的电感。此外，有的厂家还是用的多达4个的邻近管脚，以进一步降低对地电感。考虑到这些噪声问题，设计时最好使用更加高速的数字逻辑芯片。
过孔电感：            需要使用小孔径的过孔、加大过孔和铜皮的间距、选用更薄的PCB板材
引线电感：            对寄生电感影响最大的是线长L，将L的长度缩短是减小信号线寄生电感的最有效方法。

五、电感参数的影响及其选型

（5）：自谐振频率 SRF：

1、当电感用扼流圈使用时，如射频放大器输出端的直流供电电感时，应该让信号的最高频率在电感的自谐振频率处。
2、在其它应用，滤波器电路，或者是匹配电路时，电感值在信号带宽内应该尽可能的恒定。此时，电感的自谐振频率要比信号最高频率高 10 倍。

（6）：电感 Q 值：

Q 值的大小取决于实际应用，并不是越大越好。
1.例如，如果设计一个宽带滤波器，过高的 Q 值如果不采取其他措施，将使带内平坦度变坏。
2.在电源退耦电路中采用 LC 退耦应用时高 Q 值的电感和电容极容易产生自谐振状态，这样反倒不利于消除电源中的干扰噪声。
3.反过来，对于振荡器我们希望有较高的 Q 值，Q 值越高对振荡器的频率稳定度和相位噪声越有利。
(1).实际上，Q 值的提高往往受到一些因素的限制，
(2).如导线的直流电阻、磁芯损耗和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。
(3).因此，线圈的 Q 值不可能做得很高，通常 Q 值为几十至一百，最高也只有四五百。

3:电感特性

（1）：直流偏置特性--------电感量会随电流的增大而减小。

 在电源转换器的应用中，此特性很重要。若电感的缓饱和特性不佳时，电感电流上升到达饱和电流，电感量突降会造成开关晶体的电流应力突升，容易造成损坏。

（2）：电感的频率特性

1.工作频率时，频率远小于谐振频率时，电感量可视为常数。
2.在远高于工作频率的高频段，因寄生电容与电感所产生的谐振，电感值会上升

4：减小寄生电感的思路

信号线/焊盘的寄生电容：在设计PCB时，一是要减小铜皮覆盖的总面积；二是要增加层间距（在实际操作时，可以选用层间距大的PCB层叠结构，或者挖空相邻层的参考面）
芯片引脚电感：        最好的设计方法是使用大面积地线（以减小电感）。最好能够在多层印制电路板中使用单独的地线层，即使没有这个条件，至少也要在双层电路板的两面敷上“网格状”地线。此外，大量使用旁路电容也是必须的。这些问题在高电压CMOS上不那么明显（因为其状态转换比较慢），而在F，AS以及AC（T）系列逻辑电路中非常眼中。事实上，AC（T）系列的这类问题非常突出，以至于生成厂家不再把芯片上的电源和地的管脚位置设计成“边角型”，而是设计成“中间管脚”，因为把电源和地的管脚放在一排管脚的中间会减小其内部的电感。此外，有的厂家还是用的多达4个的邻近管脚，以进一步降低对地电感。考虑到这些噪声问题，设计时最好使用更加高速的数字逻辑芯片。
过孔电感：            需要使用小孔径的过孔、加大过孔和铜皮的间距、选用更薄的PCB板材
引线电感：            对寄生电感影响最大的是线长L，将L的长度缩短是减小信号线寄生电感的最有效方法。

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电感参数+如何选取电感

目录

一、简介

二、基础知识

三、电感实物

四、实用参数

五、电感参数的影响及其选型

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