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用電容的一些參數來理解電感

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2022-02-12 15:32 ? 次閱讀

基礎元器件里面,電阻接觸的比較早,也比較貼近實際,所以比較好理解,電容因為經常用,所以也有些概念,但對于電感,絕大多數人沒有概念,這樣就阻礙了對模擬電路深入理解,對于模擬電路,尤其是干擾方面,最大的干擾源往往是電感引起的,所以理解電感對于降低干擾,提高系統可靠性有很大的幫助。

電感與電容一樣,都是自身不消耗能量的存儲器件,從虛坐標上看,電阻屬于實部,那么電感存儲磁場屬于虛部的上半部,電容存儲電場屬于虛部的下半部,可以認為電感恰好是電容的反面,所以借用電容的一些參數來理解電感,理解起來比較容易些。

1、材料:

電容分為鋁電解電容鉭電容、聚丙烯有機薄膜電容、瓷片電容、云母電容。

電感分為硅鋼片電感、鐵粉芯電感、鐵硅鋁電感、錳鋅鐵氧體電感、鎳鋅鐵氧體電感。

適合頻率從低到高,不同場合要不同應用。功率電感高頻電感的材質是不同的,要區分。

2、特征量:

電容量:表征儲存電場的能力

電感量:表征儲存磁場的能力

這個大家一般都理解

3、儲存極限:

電容耐壓:表征儲存電場電壓的最大值

電感耐流:表征存儲磁場電流的最大值

電感耐流是大家經常忽視的,這個一般受兩個指標影響,一個是電感銅絲的內阻發熱量,屬于線損,尤其有直流分量的時候,要特別注意這個參數,另外一個是電流導致的磁飽和最大值,所以要分情況選擇,首先要計算發熱在承受范圍內,其次要磁場不能飽和,若飽和,電感就失效了。

電容大家往往關心耐壓,這個等價于電感的耐流磁飽和問題,實際上它的線損發熱,一般在大功率開關電源中要考慮,電解電容在大功率開關電源中因為不停的充放電,電容發熱,電解液干枯而失效,這個一般不做開關電源的,一般接觸不到,本人做高頻焊接機,輸出部分用的電容是云母電容,工作在1MHz,電流有600A,經常發熱把電容炸掉,所以對電容的損耗理解的相對深些,當然電容的損耗還有介質損耗,比如在高頻機里,用CBB材料的相對云母,損耗就很高,很容易壞,介質損耗反而是成了主要的因素。

4、損耗:

電容線損和介質損耗:這個看工作場合,不同頻率下比例關系不同。

電感線損和磁滯損耗:這個看工作場合,不同頻率下比例關系不同。

5、寄生:

電容:根據材料工藝不同,比如鋁電解電容,是采用繞制的,電感量較大,頻率不高。

電感:根據材料工藝不同,比如高頻下繞線與繞線之間懂得電容效應,寄生電容較大,頻率上不去。

6、輻射干擾:

電容:電場約束在金屬片兩極之間,輻射能力差,一些場合用電容泵替代電感做升壓或降壓電源

電感:功率電感,磁場耦合性較強,在磁密封不嚴的時候,容易干擾外部,并且磁場的激勵源是電流,容易導致地干擾。

7、變壓器:

電容不同于電感的一個很大的地方,就是沒有常用的變壓器,這個并不是電容不能做,而是電容相對于電感來說,做成的變壓器,功率低,體積大,不實用。

變壓器實際上也不復雜,只是大家一般不會等效,任何變壓器都可以等效為一個理想變壓器,初級并聯初級的電感,次級串聯次級的電感即可。之后按電感的基本邏輯分析即可。

8、標準化:

電感最難的地方,上面說過是為了獲取最大電流,這個也就是磁飽和值,至于如何獲取,可以參考之前一篇“磁性材料應用入門”,通過電感表和一個軟件工具來實現即可。電感,尤其大一些功率的,或者變壓器,一般都沒有標準品,這個不如電容,往往需要根據實際情況定制,所以讓大家覺的難,所謂定制,無非就是功率,損耗發熱和磁飽和的的考慮平衡。

審核編輯:何安

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