《电感基础应用》PPT课件.ppt

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1、电感基础及应用电感基础及应用研发部：杨建栋研发部：杨建栋2010年年5月月10日日1.电感基本特性电感基本特性2.电感高频滤波电感高频滤波3.电感功率传输电感功率传输 电感基础及应用 电感基本特性电感基本特性-理想电感器理想电感器阻碍流经电感的电流变化阻碍流经电感的电流变化 电流增大，产生反向电流阻碍其增大；电流增大，产生反向电流阻碍其增大；电流减小，产生正向电流阻碍其减小电流减小，产生正向电流阻碍其减小i是流经电感的电流，是流经电感的电流，u是电感两端电压是电感两端电压L是电感的感值是电感的感值f是电路中信号频率是电路中信号频率电感的电流电感的电流i与两端电压与两端电压u关系关系对于正弦交流

2、电对于正弦交流电由欧姆定律由欧姆定律u=Ri,可定义：可定义：称为电感感抗，称为电感感抗，与电阻阻抗与电阻阻抗R位相差位相差/2./2.电感基本特性电感基本特性非理想电感器非理想电感器Z是电感阻抗是电感阻抗R是电感的耗能电阻是电感的耗能电阻XL是电感的感抗是电感的感抗L是电感的感值是电感的感值f是电路中信号频率是电路中信号频率对于非理想电感，等效电路如图，阻抗对于非理想电感，等效电路如图，阻抗Z 不考虑电容的影响，有效阻抗不考虑电容的影响，有效阻抗|Z|电感的品质因素电感的品质因素Q电感基本特性电感基本特性电感基本特性电感基本特性5 5电感基本特性电感基本特性电感基本特性电感基本特性电感高频滤

3、波电感高频滤波Filter作为滤波电感，让需要的信号尽量顺利流通，阻止不需要信号流通用途1.高通滤波器、低通滤波器、选频滤波器等；2.差模滤波器（信号滤波器）；3.共模滤波器；工作原理利用其阻抗特性，将电信号反射回去，或者是转化为热能损耗掉。上式为欧姆定律，其中UL表示电感两端电压，Uin为输入电压，Uo为输出电压，Z为电感阻抗差模滤波电感差模滤波电感电感要求1.根据具体所需要滤除的信号以及有用信号的频率，决定所需电感量；2.低频信号通过希望信号衰减越少越好，所以通常要求电感DCR要低，低频Q值尽量高；3.通常滤波频率从几十K到几十M不等，所以磁芯选用也是很多，金属、MnZn、NiZn；工作原

4、理1.低频有用信号，电感阻抗低，输入信号衰减少；2.而对于高频杂讯，由于电感的阻抗高，信号衰减大，从而起到滤除作用；3.如图，信号频率越大，电感阻抗越高，滤除效果越好，但频率达到一定程 度阻抗反而减小，电感也逐渐失去滤波效果。共模滤波电感共模滤波电感电感要求1.要求两组电感的电感量应该尽可能相等，电感的差别会降低滤除效果；2.通常共模信号频率都很高，一般几十M以上，所以要求电感高频阻抗要高，所以一般电感量都较小。工作原理1.由并绕在同一磁芯上的两组电感组成；2.差模信号（正常信号）进入磁芯，由于产生的磁场大小相等，方向相反，相互抵消，所以电感相当于不存在；3.共模信号（杂讯）进入磁芯，产生方向

5、相同的磁场，由于电感的耦合性，电感量增大，杂讯被转化为热能损耗掉，起到去除杂讯的目的。电感功率传输电感功率传输利用利用U0与与Ur的对比放大反馈控制三极管开关的对比放大反馈控制三极管开关S的通断的通断BUCK降压电路降压电路当开关关闭，即当开关关闭，即Ton时，二极管时，二极管D截止截止电感电感L充电，两端电压充电，两端电压UL当开关断开，即当开关断开，即Toff时，电感时，电感L放电，放电，二极管二极管D导通导通即在开关导通时，电感电流增大；开关关闭时，电感电流减小。即在开关导通时，电感电流增大；开关关闭时，电感电流减小。由于在连续工作过程中，电流变化由于在连续工作过程中，电流变化I I相等

6、则有：相等则有：D为开关的占空比，为开关的占空比，D1，则，则U0UsBUCK电路电路电感作用电感作用1.开关关闭时，开关关闭时，Us产生正向电流，电感产生正向电流，电感L产生感应电动势阻碍电流增大，产生感应电动势阻碍电流增大，电感充电，将电能转化为磁能储存，电流逐渐增大；电感充电，将电能转化为磁能储存，电流逐渐增大；2.开关断开时，开关断开时，Us对电感对电感L电压消失，电感电压消失，电感L产生感应电流阻碍电流减小，产生感应电流阻碍电流减小，电感放电，将磁能转化为电能释放，电流逐渐减小。电感放电，将磁能转化为电能释放，电流逐渐减小。3.电感在整个工作过程起储能、放能作用，也可以说是输出整流滤

7、波。电感在整个工作过程起储能、放能作用，也可以说是输出整流滤波。BUCK电路电路电感基本特性要求电感基本特性要求1.由于纹波I与电感L成反比，所以为了减少纹波，需要要求L尽可能大，同时在工作中必须不会减小太多；2.工作中除了交变电流，存在一定的直流偏置，需要要求电感在该直流偏置之下 电感变化小，及电感的耐流越高越好；3.由于电感电阻R的存在，需要消耗能量，为了提高输出效率，需要电感的Q值 及DCR尽量低；4.相对于连续波形，断续波形由于电流变化I较大，所以电感不需要太大，但由于输出波形纹波大，需要滤波电容较大，而且输出电压较低。Boost升压电路升压电路当开关关闭，即当开关关闭，即Ton时，时

8、，iD0，电感，电感L充充电，两端电压电，两端电压UL当开关断开，即当开关断开，即Toff时，电感时，电感L放电，二极管放电，二极管D导通导通即在开关导通时，电感电流增大；即在开关导通时，电感电流增大；开关关闭时，电感电流减小。开关关闭时，电感电流减小。由于在连续工作过程中，电流变化由于在连续工作过程中，电流变化I I值相等则有：值相等则有：D为开关的占空比，为开关的占空比，DUsBoost电路电路电感作用电感作用1.开关关闭时，开关关闭时，Us产生正向电流，电感产生正向电流，电感L产生感应电动势阻碍电流增大，产生感应电动势阻碍电流增大，电感充电，将电能转化为磁能储存，电流逐渐增大；电感充电，

9、将电能转化为磁能储存，电流逐渐增大；2.开关断开时，由于负载作用，电路电流减小，电感产生正向电流阻碍开关断开时，由于负载作用，电路电流减小，电感产生正向电流阻碍 电流减小，输出电压电流减小，输出电压U0等于等于Us与电感感应电动势之和，电感放电，与电感感应电动势之和，电感放电，将磁能转化为电能释放，电流逐渐减小。将磁能转化为电能释放，电流逐渐减小。3.电感在整个工作过程起储能、放能作用，在磁能释放的时候输出电压为电感在整个工作过程起储能、放能作用，在磁能释放的时候输出电压为输入电压与感应电压之和，达到电压升高的目的。输入电压与感应电压之和，达到电压升高的目的。Boost电路电路电感基本特性要求

10、电感基本特性要求1.由于纹波I与电感L成反比，所以为了减少纹波，需要要求L尽可能大，同时在工作中必须不会减小太多；2.工作中除了交变电流，存在一定的直流偏置，需要要求电感在该直流偏置之下 电感变化小，及电感的耐流越高越好；3.由于电感电阻R的存在，需要消耗能量，为了提高输出效率，需要电感的Q值 及DCR尽量低；4.由于电感要承受输入电压和感应电压的叠加，所以直流偏置相对较大，一般 需要电感的耐流更高。Flyback（BuckBoost）反向激励电路）反向激励电路当开关关闭时当开关关闭时当开关断开时当开关断开时即在开关导通时，电感电流增大；即在开关导通时，电感电流增大；开关关闭时，电感电流减小。开关关闭时，电感电流减小。由于在连续工作过程中，电流变化由于在连续工作过程中，电流变化I I值相等则有：值相等则有：D为开关的占空比，为开关的占空比，DUs