电感是非常重要的电子元器件,在很多地方用得上,如等效电路,等效电路又称“等值电路”,在同样给定条件下,可代替另一电路且对外性能不变的电路。电机、变压器等电气设备的电磁过程可用其相应的等效电路来分析研究。等效电路是将一个复杂的电路,通过电阻等效、电容等效,电源等效等方法,化简成具有与原电路功能相同的简单电路。这个简单的电路,称作原复杂电路的等效电路 。
直流电阻是卷线电阻居主的电阻,这里作为条件标明有±20%容许差。额定电流是需要仔细确认条件的项目之一。其中一项规定了直流叠加容许电流,该电感的情况下,表示直流叠加的电感值为-30%的电流值的最大值。不同的制造商/产品,其条件也不同(-10%~-30%)。作为另一个额定电流,规定了温度上升容许电流。规定了施加直流电流时的温度上升达40℃的电流值的最大值,该项条件也因制造商/产品而不同(20℃~40℃)。
关于额定电流,还有一点需要注意。并非每个制造商/每种产品都提供直流叠加容许电流和温度上升容许电流这两项。一般来说,仅提供其中一项时,可以认为从额定角度规定了其中较小的一项,为了保险起见还是向制造商确认一下比较好。由于额定电流是重要的项目,因此我再稍微详细说明一下。下图是表示直流叠加和温度上升特性与最大值、typ值、余量的关系的图。
以直流叠加容许电流为例进行说明。温度上升容许电流的思路也是相同的。该例中的直流叠加容许电流是作为使直流电流增加、电感值为-30%、即降低30%时的电流规定的。不仅局限于电感,产品个体间一定会存在值的波动。typ值就是其中一个代表性的值。保证值是规定所容许的最大值及/或最小值的值。因此,是对typ值具有余量的值。进行实测的话,多数值是接近typ值的,但其中也包括接近最大值、最小值的个体。
除规格理解外,为了解电感的基本特性,还需要知道等效电路与各成分。讲电容器时,介绍过ESR和ESL等寄生成分及其影响,电感同样也有寄生成分。使用等效电路进行说明。Rdc主要是卷线的直流电阻,也被称为“铜损”。这是与电感串联的成分。Rac主要是铁芯材料的损耗,也被称为“铁损”。如电容与电阻所表示的,具有频率特性。频率高则阻抗下降,损耗增加。绝缘电阻是对应于泄漏电流的直流电阻。电容是由于卷线被聚氨酯等薄膜绝缘,因此卷线与夹着绝缘物的导体、即电容器的构造相同而产生的。该线间电容是主要电容,对谐振点有很大影响。
Q是表示电感性能的指标。用R(Rac)除X(= ωL)的值表示对于频率有多少损耗。由公式可知,当R(Rac/铁损)小时Q变大。通过频率与电阻/阻抗的图表来表示电感的基本特性。这是6mm见方、高度2mm的4.7?F电感例。红线为Rac/铁损。蓝线为阻抗,绿线为X(ωL)。如前所述,由于具有电容,因此有谐振点。绿线X在谐振点之后的频率表示电容器主体的特性,频率越高阻抗越低。Rac随频率上升而增加。Rdc为直流(零Hz)时的Rac。