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等效電路里面的電感作用如何理解

2019/3/4

  電感器是非常重要的電子元器件,在很多地方用得上,如等效電路,等效電路又稱“等值電路”,在同樣給定條件下,可代替另一電路且對(duì)外性能不變的電路。電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的電磁過(guò)程可用其相應(yīng)的等效電路來(lái)分析研究。等效電路是將一個(gè)復(fù)雜的電路,通過(guò)電阻等效、電容等效,電源等效等方法,化簡(jiǎn)成具有與原電路功能相同的簡(jiǎn)單電路。這個(gè)簡(jiǎn)單的電路,稱作原復(fù)雜電路的等效電路 。

  直流電阻是卷線電阻居主的電阻,這里作為條件標(biāo)明有±20%容許差。額定電流是需要仔細(xì)確認(rèn)條件的項(xiàng)目之一。其中一項(xiàng)規(guī)定了直流疊加容許電流,該電感的情況下,表示直流疊加的電感值為-30%的電流值。不同的制造商/產(chǎn)品,其條件也不同(-10%~-30%)。作為另一個(gè)額定電流,規(guī)定了溫度上升容許電流。規(guī)定了施加直流電流時(shí)的溫度上升達(dá)40℃的電流值,該項(xiàng)條件也因制造商/產(chǎn)品而不同(20℃~40℃)。

  關(guān)于額定電流,還有一點(diǎn)需要注意。并非每個(gè)制造商/每種產(chǎn)品都提供直流疊加容許電流和溫度上升容許電流這兩項(xiàng)。一般來(lái)說(shuō),僅提供其中一項(xiàng)時(shí),可以認(rèn)為從額定角度規(guī)定了其中較小的一項(xiàng),為了保險(xiǎn)起見(jiàn)還是向制造商確認(rèn)一下比較好。由于額定電流是重要的項(xiàng)目,因此我再稍微詳細(xì)說(shuō)明一下。下圖是表示直流疊加和溫度上升特性、typ值、余量的關(guān)系的圖。

  以直流疊加容許電流為例進(jìn)行說(shuō)明。溫度上升容許電流的思路也是相同的。該例中的直流疊加容許電流是作為使直流電流增加、電感值為-30%、即降低30%時(shí)的電流規(guī)定的。不僅局限于電感,產(chǎn)品個(gè)體間一定會(huì)存在值的波動(dòng)。typ值就是其中一個(gè)代表性的值。保證值是規(guī)定所容許的小值。因此,是對(duì)typ值具有余量的值。進(jìn)行實(shí)測(cè)的話,多數(shù)值是接近typ值的,但其中也包括接近小值的個(gè)體。

  除規(guī)格理解外,為了解電感的基本特性,還需要知道等效電路與各成分。講電容器時(shí),介紹過(guò)ESR和ESL等寄生成分及其影響,電感同樣也有寄生成分。使用等效電路進(jìn)行說(shuō)明。Rdc主要是卷線的直流電阻,也被稱為“銅損”。這是與電感串聯(lián)的成分。Rac主要是鐵芯材料的損耗,也被稱為“鐵損”。如電容與電阻所表示的,具有頻率特性。頻率高則阻抗下降,損耗增加。絕緣電阻是對(duì)應(yīng)于泄漏電流的直流電阻。電容是由于卷線被聚氨酯等薄膜絕緣,因此卷線與夾著絕緣物的導(dǎo)體、即電容器的構(gòu)造相同而產(chǎn)生的。該線間電容是主要電容,對(duì)諧振點(diǎn)有很大影響。

  Q是表示電感性能的指標(biāo)。用R(Rac)除X(= ωL)的值表示對(duì)于頻率有多少損耗。由公式可知,當(dāng)R(Rac/鐵損)小時(shí)Q變大。通過(guò)頻率與電阻/阻抗的圖表來(lái)表示電感的基本特性。這是6mm見(jiàn)方、高度2mm的4.7?F電感例。紅線為Rac/鐵損。藍(lán)線為阻抗,綠線為X(ωL)。如前所述,由于具有電容,因此有諧振點(diǎn)。綠線X在諧振點(diǎn)之后的頻率表示電容器主體的特性,頻率越高阻抗越低。Rac隨頻率上升而增加。Rdc為直流(零Hz)時(shí)的Rac。

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