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电感通常是储能元件,常与电容一起用于输入滤波和输出滤波电路之中,以平滑电流。电感器也叫扼流圈,它的特点是流过它的电流具有“大惯性”。也就是说,由于磁通量的连续特性,电感器中的电流必须是连续的,否则会产生很大的电压。电压峰值。
电感是磁性元件,自然存在磁饱和问题。有些应用允许电感饱和,有些应用允许电感从某个电流值开始进入饱和,有些应用不允许电感饱和,这需要在具体电路之中进行区分。大多数情况之下,电感工作在“线性区”,这里的电感值是一个常数,不随端电压和电流的变化而变化。但是,在开关电源之中有一个不容忽视的问题,那就是电感的绕制会导致两个分布参数(或者说寄生参数),一个是不可避免的绕制电阻,另一个是与绕制工艺和材料有关的分布电阻。杂散电容。杂散电容在低频时影响不大,但随着频率的增加,其影响逐渐明显。当频率达到一定值时,电感就可能变成一个电容。如果将杂散电容“集中”成一个电容,则可以从电感的等效电路之中看出一定频率之后的电容特性。
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在分析线路之中电感的工作状况或绘制电压、电流波形图时,不妨考虑下列几个特点:。
1. 当电流 I 流过电感器 L 时,电感器之中储存的能量为: E =0.5× L × I2 ( 1 )。
2. 在一个开关周期之中,电感电流(峰-峰纹波电流)的变化和电感之上的电压间的关系是: V =( L × di )/ dt ( 2 )。由此可以看出,纹波电流大小与电感值有关。
3. 就像电容有充放电电流一样,电感也有充放电电压的过程。电容器之上的电压与电流的积分成正比(安培秒),电感器之上的电流与电压的积分成正比(伏特每秒)。只要电感器电压发生变化,电流变化率di/dt也会发生变化。正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降。
4. 纹波电流的大小也会影响电感和输出电容的大小。纹波电流一般设置为最大输出电流的10%~30%。因此,对于一个降压电源,流过电感器的峰值电流比电源输出电流大5%到15%。