基礎(chǔ)電子學(xué)系列20 – 電感器的類型

在之前的教程中，我們了解了電感器的不同屬性和特性。這些規(guī)格有助于確定電路中電感器的效率。制造商為特定應(yīng)用類別提供電感器，包括射頻扼流圈、功率、大電流和高頻。因此，與電阻器或電容器（對(duì)于任何給定應(yīng)用都有很多選擇）相比，選擇電感器非常簡(jiǎn)單。我們已經(jīng)討論了一些電感器類型，例如螺線管線圈、環(huán)形線圈、罐形磁芯和傳輸線電感器。此處介紹了其他一些廣泛使用的電感器類型。

空氣線圈– 空心線圈是最簡(jiǎn)單的電感器。這些是使用非磁芯的螺線管線圈，根據(jù)它們的設(shè)計(jì)頻率范圍，可以將單圈導(dǎo)線連接到大線圈。這些電感器的電感標(biāo)稱值較低，但品質(zhì)因數(shù)較高。由于沒(méi)有磁芯，它們不會(huì)因磁芯中常見(jiàn)的磁滯、渦流或失真而遭受運(yùn)行損失。由于非磁性磁芯在大電流流過(guò)線圈時(shí)不易升溫，因此這些電感器具有高 Q 因數(shù)，因?yàn)榇判疽詿崃啃问綋p失的能量最少。隨著信號(hào)頻率的增加，所需電感值減小，使空心線圈電感器適用于高頻應(yīng)用。處理超高頻的電路通常需要單圈導(dǎo)線的空心線圈?？諝饩€圈的表面貼裝版本也可用?？招木€圈廣泛應(yīng)用于射頻電路、調(diào)頻接收機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、UPS、射頻功率放大器、射頻通訊、遙控玩具等。

空心線圈電感示例

陶瓷磁芯 ——這些堅(jiān)固耐用的電感器用于高頻大電流應(yīng)用以及振蕩器和信號(hào)發(fā)生器電路。陶瓷磁芯電感器的一些典型應(yīng)用包括射頻濾波器、阻抗匹配、隔離電路、音頻應(yīng)用和無(wú)線通信。

陶瓷磁芯電感示例

鐵氧體磁芯天線——這些電感器用于頻率范圍在 100 kHz 至 1 MHz 之間的天線應(yīng)用，并且可以包含鐵氧體棒、鐵粉或非磁性酚醛材料作為磁芯。線圈纏繞在用作天線的桿上。工作頻率取決于磁芯的磁導(dǎo)率。信號(hào)要求的工作頻率越高，磁芯的磁導(dǎo)率越低。高頻天線一般采用酚醛磁芯而不是鐵氧體磁芯。

鐵氧體磁芯環(huán)形棒狀天線示例

環(huán)形線圈——正如在之前的教程中所討論的，環(huán)形線圈可以使用鐵粉或鐵氧體磁芯。磁芯的環(huán)形形狀可實(shí)現(xiàn)小尺寸的高電感，并最大限度地減少磁芯周圍相等和相反電流的電磁干擾。環(huán)形線圈有通用型和表面貼裝型兩種。它們被廣泛用作電子電路中的電感器，幾乎適用于所有類型的應(yīng)用，如交流電源扼流圈、濾波電路、電源、振蕩器、脈沖發(fā)生器、電信、汽車電子、音頻電路等。

環(huán)形線圈示例

罐型——罐型磁芯可用于在高電流應(yīng)用中提供超高電感。這些電感器以小尺寸提供穩(wěn)定的電感和高質(zhì)量因子而著稱。鍋形鐵芯通常用作音頻電路、電信和汽車電子中的直流扼流圈、濾波器和差模扼流圈。由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，它們具有顯著的自屏蔽優(yōu)勢(shì)和高飽和電流。

鍋芯電感器的圖像

電流檢測(cè)——這些電感器可在一定頻率范圍內(nèi)使用，通常帶有一個(gè)中心抽頭。它們的電感器通常用于電池供電的消費(fèi)電子設(shè)備中的直流到直流轉(zhuǎn)換器。

電流感應(yīng)電感示例

大電流扼流圈——大電流或射頻扼流圈使用鐵粉或鐵氧體磁芯，線圈匝數(shù)少，以小尺寸實(shí)現(xiàn)高值電感。這些電感器通常用于電源、通信系統(tǒng)和大電流電器。

大電流扼流圈示例

Balun Chokes – “Balun”代表阻抗的平衡和不平衡轉(zhuǎn)換。這些電感器用于無(wú)線電、電視和通信電路中，專門(mén)用于阻抗匹配。

氣繞巴倫扼流圈示例

鐵氧體扼流圈——鐵氧體扼流圈是沒(méi)有任何線圈的鐵氧體磁珠；相反，來(lái)自電路的電線纏繞或穿過(guò)扼流圈。這些電感器在 RF 應(yīng)用中用于消除不需要的 RF 頻率。它們有引線型和空心型，以及用作高頻電阻器的片式磁珠型，僅允許直流通過(guò)。鐵氧體扼流圈廣泛用于不同應(yīng)用中的電纜，以去除信號(hào)中不需要的 RF 分量或防止接收器電路中不需要的外部 RF 信號(hào)。

數(shù)據(jù)線中使用的鐵氧體磁珠示例

共模和差模扼流圈——共模和差模扼流圈用于無(wú)線電和通信應(yīng)用中的噪聲消除。這些電感器通常用于消除電纜中天線效應(yīng)引起的噪聲，并避免來(lái)自電源線的 EMI 和 RF 干擾。

共模扼流圈示例

寬帶扼流圈——寬帶扼流圈用于在低頻應(yīng)用中衰減不需要的射頻信號(hào)而不會(huì)造成功率損失。這些電感器廣泛用于過(guò)濾通信系統(tǒng)、電源、UPS、信號(hào)發(fā)生器、射頻功率放大器、I/O 板和 PC 板中的 EMI 和射頻干擾。

寬帶扼流圈示例

可調(diào)——這些電感器設(shè)計(jì)用于提供可變電感。它們要么有一個(gè)帶螺釘?shù)幕瑒?dòng)磁芯，用于相對(duì)于線圈滑入和滑出磁芯（如傳輸線電感器），要么可以使用滑塊觸點(diǎn)和線圈（如罐式磁芯和螺線管類型）。使用滑動(dòng)磁芯的可調(diào)電感器基于磁導(dǎo)率調(diào)諧的概念工作。這些電感器用于工作在窄帶寬和高 Q 因數(shù)的諧振電路中，適用于低頻射頻通信、RC 玩具、電源、脈沖發(fā)生器、信號(hào)發(fā)生器和振蕩器等廣泛應(yīng)用。

可調(diào)電感示例

模壓——這些小型電感線圈采用軸向引線封裝，用于 PC 板。線圈通常在組件周圍有一層保護(hù)涂層。它們作為通用電感器廣泛用于各種應(yīng)用。

模制電感示例

浸漬- 這些電感器類似于模制電感器。它們采用帶有保護(hù)涂層的軸向或徑向封裝，因此可以在惡劣的環(huán)境條件下使用。與模制電感器一樣，浸漬電感器也是通用電感器，用于 EMI 和射頻干擾不是主要問(wèn)題的各種應(yīng)用。

浸漬電感的例子

屏蔽– 這些緊湊型電感器帶有磁屏蔽，可避免磁耦合、EMI 和 RF 干擾。它們用于信號(hào)損壞是主要問(wèn)題的高可靠性應(yīng)用。屏蔽電感器有多種封裝形式，包括軸向引線、徑向引線和表面貼裝。它們廣泛用于高端消費(fèi)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)、濾波器和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

屏蔽電感器示例

多層芯片——這些表面貼裝電感器用于高密度 PCB，適用于信號(hào)發(fā)生器、射頻放大器、脈沖發(fā)生器、開(kāi)關(guān)電源、帶通濾波器等各種電路中的 EMI/RFI 衰減、阻抗匹配和諧振振蕩、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和通信系統(tǒng)。這些電感器用于尺寸、振動(dòng)或板間磁耦合是重要問(wèn)題的扼流圈型應(yīng)用。

積層片式電感器示例

顯然，不同類型的電感器是為適應(yīng)特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。專為高頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的電感器具有低電感值、低直流電流額定值、低直流電阻、高品質(zhì)因數(shù)和 SFR。濾波電路中使用的電感器具有高電感、高 SFR 以及高直流額定值。同樣，用于耦合應(yīng)用的電感器也具有高電感和高 SFR。用于開(kāi)關(guān)電源和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的電感器應(yīng)具有較高的直流額定值。

對(duì)于大多數(shù)通用應(yīng)用，使用空心線圈、環(huán)形線圈、罐形磁芯、片式電感器、模制或浸漬電感器。對(duì)于特定應(yīng)用或電路要求，可以首選其他類型的電感器。

活動(dòng) 11
嘗試從各種在線市場(chǎng)找出主要的電感器制造商。查看他們制造的不同類型的電感器，并比較不同電感器類型的數(shù)據(jù)表。嘗試找出不同類型的電感器如何具有不同的技術(shù)規(guī)格以適應(yīng)其預(yù)期應(yīng)用。

在下一篇文章中，我們將討論為給定電路/應(yīng)用選擇電感器。