1.3 电感（器）

电感（或电感器，以下统一用电感表示）主要应用于低通滤波、高通滤波、谐振、阻抗匹配、延迟线、陷波和高频补偿等电路中。

电感分为空心和磁芯两大类。磁芯电感又分为卧式和立式。空心电感没有磁芯，也就没有磁滞和涡流损耗，因此其品质因素高，分布电容小，在高频和甚高频电路中应用较多，但它没有成品可购，需要自己绕制。磁芯电感的体积小，结构牢固，可用于滤波、振荡、延迟和陷波等电路中，其标称值符合E系列。

1.3.1 电感的主要参数

电感的主要参数有电感量、容许误差、品质因数、分布电容及额定电流等。下面进行详细介绍。

1.电感量

电感量也称自感系数，是表示电感产生自感应能力的一个物理量。

电感量的大小，主要取决于线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁芯及磁芯的材料等。通常，线圈圈数越多，绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯的线圈电感量大；磁芯磁导率越大的线圈，电感量也越大。

电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母“H”表示。其常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：1H=1000mH；1mH=1000μH。

2.容许误差

容许误差是指电感上标称的电感量与实际电感的允许误差值。

一般用于振荡或滤波等电路的电感要求精度较高，其容许误差为±0.2%～±0.5%；而用于耦合、高频阻流等线圈的电感精度要求不高，其容许误差为±10%～15%。

3.品质因数

品质因数是表示线圈质量的一个物理量，用Q表示，为感抗XL与其等效的电阻的比值，即Q=XL/R。线圈的Q值越高，回路的损耗越小。线圈的Q值与导线的直流电阻、骨架的介质损耗、屏蔽罩或铁芯引起的损耗、高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到一百。

4.分布电容

分布电容是指线圈的匝与匝之间、线圈与磁芯之间存在的电容。电感的分布电容越小，其稳定性越好。

5.额定电流

额定电流是指电感正常工作时允许通过的最大电流值。若工作电流超过额定电流，则电感就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。

1.3.2 电感的主要类型

常用电感的种类很多，它通常有以下几种分类方式。

（1）按电感形式分类：固定电感、可变电感。

（2）按导磁体性质分类：空心线圈、铁氧体磁芯线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

（3）按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈（简称扼流圈）、陷波线圈、偏转线圈。

（4）按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

下面介绍几种常见的电感。

1.单层线圈

单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上而制成的，如晶体管收音机的中波天线线圈。

2.蜂房式线圈

如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈就称为蜂房式线圈。其旋转一周，导线来回弯折的次数称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制的，折点越多，分布电容越小。

3.铁氧体磁芯线圈

线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空心线圈中插入铁氧体磁芯，可增加电感量和提高线圈的品质因素。

4.铜芯线圈

铜芯线圈在超短波范围应用较多。它利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调整比较方便，这种线圈比较耐用。

5.色码电感器

色码电感器是具有固定电感量的电感，其电感量的标注方法与电阻一样，即用色环来标注。

6.阻流圈（扼流圈）

限制交流电通过的线圈称为阻流圈。它分为高频阻流圈和低频阻流圈。

7.偏转线圈

偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载，它要求偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。

1.3.3 电感的参数识别和使用注意

电感量的标称值和容许误差既可以直接标注在电感上，也可以用色环的形式表示，其规定与色环电阻类似。电感的常用单位是μH。电感标称值大多采用E系列，其范围为0.1～22000μH。

在选用电感时有以下几项特别注意事项。

1.线径

在大电流或功率电路，如开关电源或DC/DC中，选用电感时不仅要考虑其电感量和Q值，还需要特别注意电感线圈的线径是多大，可以允许通过的电流是多少。在一般的散热条件（短时或断续工作）下，应按照3.0～3.5A/mm2的电流密度来计算（选取）线径；反之，则按3.0～3.5A/mm2的电流密度来计算（选取）线径。

2.磁饱和问题

工作在直流或脉动直流大电流下的具有闭合磁路的电感，除了需要考虑线径最大能够承受的电流值外，还需要考虑是否会出现磁饱和的问题。

所谓磁饱和是指在电感的磁芯中，随着电流的增加，磁场强度（用H来表示，它与线圈的圈数和流过线圈的电流强度的乘积，即安匝数AN有关）增加，但磁感应强度（又称磁通密度，用B来表示）不再增加的现象。这时电感量明显小于没有出现磁饱和时的值。

可以想象，出现磁饱和时，轻则电路性能严重下降，重则会因电流过大而导致器件和电路烧毁。磁饱和时的电流和电感量的正反馈循环如图1-15所示。

在磁芯内引入气隙，该气隙“剪切”B-H磁滞回线，可以实现磁芯在较高H水平下的可用性，而且在多种应用场合（如电感中）可以防止磁芯过早饱和。通过气隙也可以更严格地控制电感。

3.工作频率

一般电感的电感量与其采用的磁芯密切相关，而磁芯的磁导率又与工作频率、磁饱和强度，甚至温度有关。

竞赛所涉及的功率电感一般均采用软磁铁氧体材料，我国将其分为5大类，其类别与适用的工作频率范围如表1-13所示。

表1-13 软磁铁氧体材料的类别与适用的工作频率范围