硬件知识学习 电感

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1.电感的作用：

电感在电路中扮演着多样化的关键角色，其作用相当复杂且精细。以下是对电感作用的更详细解释：

1. 滤波作用：
   • 高频噪声抑制：电感能有效滤除电路中的高频噪声和杂波，使得输出端的信号更为平稳和稳定。这种特性在高频电路，如开关电源和DC/DC变换器中，尤为显著。通过滤除高频噪声，电感确保了电路的稳定性和可靠性。
   • 去噪与保护：电感具有电动势自感性，可以吸收和消除电路中的高频尖峰噪声和干扰信号。这有助于提高系统的抗干扰能力和稳定性。同时，在高压高功率电路中，如开关电源，电感能吸收并储存电流能量，在输出端出现短路或负载变化时，通过反向电流保护电源和电路的安全性。
2. 振荡器中的作用：
   • 储能：电感具有储能特性，能在电路中储存电能。在振荡器中，电感与电容等元件共同构成谐振电路，通过储存和释放电能来维持振荡的稳定进行。
   • 滤波：电感还能滤除电路中的杂散信号和噪声，从而提高振荡器的输出质量。
   • 构成谐振回路：电感与电容可以构成谐振回路，通过调整电感值和电容值来改变谐振频率，实现对振荡频率的控制。
3. 限流作用：
   • 阻碍电流变化：电感对电流有阻碍作用。当电路中的电流发生变化时，电感会产生自感电势和互感电势，这些电势会阻碍电流的变化。因此，电感在电路中能起到限制电流变化的作用，有助于稳定电路的工作状态。
4. 调谐与频率选择：
   • LC调谐电路：电感线圈与电容并联可以构成LC调谐电路。当电路的固有振荡频率等于非交流信号的频率时，电路的感抗和容抗相等，形成共振现象。这种LC谐振电路具有频率选择功能，可以选择特定频率的交流信号。
5. 在直流与交流电路中的作用：
   • 直流电路：电感在直流电路中不起主要作用，因为直流电流的大小和方向是恒定的，电感不会对其产生明显的阻碍作用。
   • 交流电路：在交流电路中，电流的方向和大小会不断变化。电感通过产生自感电动势来抗拒这些电流变化，从而维持电路的稳定。电感能够减小电流的波动，防止电路出现过载或短路的情况。

除了上述功能，电感还在音频电路中用于消除噪音和改善音质，以及在电力系统中用于调节电压和电流的相位差，以实现更好的功率因数和效率。

参考文章：文心一言 (baidu.com)

2. 需要使用电感的地方

        电感是一种重要的电子元件，其本质是通过电能转换磁能，实现电流和电压的变换和控制。它具有延迟、储能、滤波、隔离、降噪等功能，因此在多个领域都有广泛的应用。

1. 电力电子与电源领域：电感在电源领域中的应用主要体现在电感的过滤和谐波的抑制上，例如电源输入电压的过滤和电源输出电压的补偿等。
2. 通信领域：电感常用于收音机、电视机、雷达、无线电等通信设备中，实现调谐、选择性放大、滤波等功能。
3. 工业自动化领域：电感在工业自动化领域也扮演着重要角色，它可用于电机启动、运行、控制等方面，有助于提高电机效率、降低损耗、优化整个系统的性能。
4. 其他领域：电感还在医疗设备、雷达和导弹跟踪器、计算机控制系统等领域中得到应用。

        此外，电感器可以检测、测量和转换电磁信号，用于控制、检测、保护等电子设备。例如，它可以用于控制电机的转速和方向，以及控制电路的开关和调节；可以用于检测和测量电磁场的变化和发生的事件；还可以用于保护电子设备免受电磁波的损害。

        未来，电感在电动汽车中的应用前景也十分广阔，可以用于电池管理系统、电机驱动系统等方面，提高电池充放电效率、降低噪音和振动。

        综上所述，电感在各个领域都发挥着重要作用，它的应用不仅限于电路中的滤波和稳定，还涉及到电磁信号的检测、测量和转换等多个方面。随着科技的不断发展，电感的应用范围还将进一步扩大。

        总结一下：我所认知的电感主要用于 DCDC 电路，射频分析。

参考文章：文心一言 (baidu.com)

3. 电感的选型 （举例）

1. 确定芯片的型号

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2. 读数据手册获取下面这些值

A.最大电流  – Imax =   35A

B.确认输入电压和输出电压， 输入 Vin  = 12V        输出Vout = 1.2V

C. 开关频率 fsw  = 400KHZ  （最小的）

D.输出电流 Iout = 30A   (这个电流可以是连续输出电流)

△I  = Iout *0.3 = 9A

电感最小取值： Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)  = （12 – 1.2）*1.2/（9*400K*12）= 0.3uH

电感实际取值： L    = 0.3uH*1.25 = 0.375uH    =400nH

温升电流:   It > lout  = 33A

饱和电流：Ib > lmax = 40A

开始电感选型：按照上面的数据：

• ASPIAIG-F1040-R39M-T
  

参考文章：DCDC功率电感（Inductor）选型 – aerguqiuhui – 博客园 (cnblogs.com)

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