什么是电感？了解电感在电力电子中的作用

我们在大多数电路中都能找到一种类似线圈结构的电子元件，变压器和其他电力电子电路能否工作取决于这些元件及其特性。英锐恩单片机开发工程师介绍，对初次接触的人来说，它是最晦涩难懂的电力电子元件之一。

电感器通常用作开关模式功率器件中的能量存储器件以产生直流电流。电感器存储能量，为电路提供能量以在“关断”开关期间保持电流流动，从而实现输出电压超过输入电压的拓扑。

由于它们的工作方式——不仅改变电场而且改变它周围的磁场，这导致许多人很难理解它们。

一、什么是电感？

电感器可以说是所有电子元件中最简单的。它是一种无源的两端电子元件，当电流流过它时，它会在磁场中储存能量。通常，电感器由缠绕成线圈的绝缘线组成，很像电阻器。该设计采用广泛的反复试验方法，这些方法考虑了汉纳曲线和面积积等方法。

当流过线圈的电流发生变化时，随时间变化的磁场会在导体中感应出电压，其极性与产生它的电流变化相反。因此，电感器会阻止通过它们的电流发生任何变化。

感应磁场还会感应出一种称为电感的电特性——电压与电流变化率的比值。电感量化了电感器能够存储多少能量。

二、电感设计及关键部件

电感器的设计取决于给定应用的电气、机械和热要求。一般来说，它包括：

1.芯材；
2.磁芯形状和尺寸；
3.绕组线。

核心材料是漆包磁线，通常由铜制成，然后涂上绝缘聚合物材料层。绕组可以形成多种形状，包括圆形、矩形箔和方形横截面。选择磁线来限制和引导磁场，并进行绝缘以防止短路和击穿等问题。

三、不同类型的电感

不同的应用需要不同类型的电感器。在几乎所有情况下，您都会发现系统中的电感器是围绕核心材料（通常是铁或铁化合物）形成的，以支持产生强磁场。

1.铁芯电感

铁是经典且最知名的磁性材料，使其成为用于电感器的完美选择。如上所述，电感器中的铁采用铁芯的形式。由于其相对较大的电感，它们通常用于低频线路滤波。它们也大量用于音频设备。不过，电感器并不总是需要铁芯。

2.空心电感

顾名思义，空芯电感器没有磁芯——磁芯是中空的。由于空气的磁导率很低，所以空芯电感的电感很低。这意味着对于施加的电压，电流上升速率相对较快，使它们能够处理射频电路等应用中的高频。

3.铁氧体磁芯电感

铁氧体是通过混合和烧制氧化铁 (III) 与少量一种或多种其他金属元素（例如镍和锌）混合而成的陶瓷材料。当用于电感器时，铁氧体粉末与环氧树脂混合并成型以形成可缠绕磁线的磁芯。铁氧体电感器是使用最广泛的类型，因为可以通过调整铁氧体与环氧树脂的比例来精细控制其磁导率。

四、实际应用

由于制造它们需要铜和铁材料，电感器往往很昂贵。这将它们的大部分用例降级到可以证明此类费用合理的领域中的应用，例如电信设备、无线电和电源。

在电源中，电感器的作用是防止所用电流的突然变化。电感器通常与电容器结合一起工作，可防止电源输出电压和电流的突然变化。总的来说，它们是非常简单的组件，在电力电子设备中发挥着关键作用。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的“什么是电感？了解电感在电力电子中的作用”。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机。