图文讲解电感器滤波

交流电源 交流电源 电感器和电容器的阻抗电感器和电容器的阻抗““感抗和容抗感抗和容抗”” ●欧姆定理： （交流电压）＝（阻抗）×（交流电流） ●纯电感器的阻抗：感抗：随频率增加而增加。 ●纯电容器的阻抗：容抗：随频率增加而减小。 频率：ｆ 电压振幅：Ｖ0 Ｖ＝V0・exp(jωｔ) 电感量：Ｌ 静电容量：Ｃ 频率：ｆ 电压振幅：Ｖ0 Ｖ＝V0・exp(jωｔ) Ｖ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ 解析后 Ｖ0＝ｊ２πｆ・Ｌ 阻抗 Ｚ＝ＸL＝２πｆ・Ｌ 电压，电流和电感量的关系式经解 析后，能得出纯电感器阻抗，与频 率和电感量成正比。 Ｖ＝１／Ｃ・∫ｉｄｔ 解析后 Ｖ0＝１／(ｊ２πｆ・Ｃ) 阻抗 Ｚ＝Ｘc＝１／(２πｆ・Ｃ) 电压，电流和静电容量的关系式经解析 后、纯电容器的阻抗，与频率和静电容 量成反比例。 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 电感量 大 电感量 中 电感 量 小 静电容量 小 静电容量 中 静电容量 大 阻 抗 频率 阻 抗 频率 www.plcworld.cn 电感器和电容器的应用电感器和电容器的应用 ““低通低通滤滤波器和旁通波器和旁通滤滤波器波器”” ●电感器的阻抗：随频率的增加而增大。 ●电容器的阻抗：随频率的增加而减少。 ●低通滤滤波器和特性凡例波器和特性凡例 ●旁通旁通滤滤波器波器和特性凡例 ＩＮ ＯＵＴ ＧＮＤ ＩＮ ＯＵＴ ＧＮＤ 周波数 G a i n 周波数 Ｇ ａ ｉ ｎ 低频率时 电感器Ｚ低:通过 电容器Ｚ高：不接地而通过 高频率时 电感器Ｚ高:隔断 电容器Ｚ低 ：接地 低频率时 电感器Ｚ低:接地 电容器Ｚ高：隔断 高频率时 电感器Ｚ高:不接地而通过 电容器Ｚ低：通过 频率 频率 www.plcworld.cn 电感器和电容器电感器和电容器““串联电路串联电路・・串联谐振和并联电路串联谐振和并联电路・・并联谐振并联谐振”” ●电感器的阻抗：随频率的增加而增大。 ●电容器的阻抗：随频率的增加而减小。 ●纯电感器和电容器的 串联电路：串联谐振 ●纯电感器和电容器的 并联电路：并联谐振 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 串联 ：基本上用 加法算 并联 ：基本上 电流流向低阻抗 电容器的阻抗 电感器的阻抗 串联电路的阻抗 切换 （谐振频率） 零 电容器的阻抗 电感器的阻抗 并联电路的阻抗 切换 （谐振频率） 无限大 阻 抗 阻 抗 频率 频率 www.plcworld.cn 电感器和电容器的应用电感器和电容器的应用““带通带通滤滤波器波器和和滤滤波器波器”” ●串联电路的阻抗 ：在谐振频率点最小。 ●并联电路的阻抗 ：在谐振频率点最大。 ●带通带通滤滤波器波器和特性凡例特性凡例 ＩＮ ＯＵＴ ●滤滤波器波器和特性凡例 ＩＮ ＯＵＴ ＧＮＤＧＮＤ 串联：在谐振频 率点Ｚ低：接地 并联：在谐振频率点 Ｚ高：不接地而通过 周波数 G a i n 周波数 G a i n 频率 频率 www.plcworld.cn 电感器的实际特性电感器的实际特性 ““自谐振特性自谐振特性”” ●多层电感器 ●线圈电感器 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス ●实在电感器的阻抗特性凡例 相似于ＬＣＲ并联电路的阻抗特性 在低频率侧电感器 在高频率侧电容器 谐振点的阻抗值是有限的。 例.内部电极和外部电极 之间，存在有杂散容量。 例，被挽绕的线与线之间 存在有杂散电容。 阻 抗 频率 www.plcworld.cn 电感器的自谐振的应用例电感器的自谐振的应用例““低通低通滤滤波器的波器的滤滤波器形成波器形成”” ＩＮ ＯＵＴ ＧＮＤ 周波数 G a i n 周波数 G a i n 周波数 Ｇ ａ ｉ ｎ 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス ●低通低通滤滤波器的例波器的例 电感器：Ａ 阻抗的特性 电感器：Ｂ 阻抗的特性 在某一频率成 尖锐的峰值的特性 相同的电感量但 Ｚ峰值较低的特性 利用尖锐的 峰值形成 滤滤波波 纯电感器的滤滤波特性波特性 使用电感器Ａ时 使用电感Ｂ时 未滤滤波波 传送特性变形 在滤滤波电路波电路，有时会积极采用电感器的自谐振的特性，有关替换品提案或小型化时，必须注意 这类特性。 阻 抗 阻 抗 频率频率 频率 频率 频率 www.plcworld.cn 电感器的实在特性电感器的实在特性 ““损失成分和损失成分和ＱＱ特性（品质因素）特性（品质因素）”” ●多层电感器 ●线圈电感器 芯片材料中， 有磁滞，涡电流损失，介质损失等 介质（导线） 直流电阻，由于表皮效果在高频率时产生阻抗 损失等 损失越小越接近纯电感器。 将导电体印刷到芯片材 料上，多层成形 降导电线绕 上芯片 ●电感器的Ｑ值 纯电感的阻抗：感抗 电阻成分 （总损失量） ＸLＲ ＝Ｑ 电阻成分 感抗 电感器的Ｑ值表示 接近纯电感器的程度的值。 Ｑ值越大，电路中，越能起 到纯电感器的作用。 www.plcworld.cn 电感器的Ｑ特性和电感器的Ｑ特性和滤滤波特性波特性““ＱＱ特性差影响特性差影响滤滤波波特性的凡例特性的凡例”” 周波数 Ｇ ａ ｉ ｎ 周波数 Q 周波数 Q ●滤滤波波器的凡器的凡例 电感器和电容器的串联谐振 电感器：Ａ Ｑ特性 电感器：Ｂ Ｑ特性 Ｑ值低 纯电感器时的滤滤波波特性凡例 使用电感器Ａ时 使用电感器Ｂ时 滤波弱滤波弱 与电容器所组成的谐振电路，一般情况下，受Ｑ特性的影响较大。 ＩＮ ＯＵＴ ＧＮＤ 周波数 G a i n 周波数 G a i n 频率 频率 频率 频率 频率 www.plcworld.cn 周波数 Ｑ 周波数 Ｑ 电感器的电感器的ＱＱ特性和匹配特性特性和匹配特性““ＱＱ特性差影响匹配特性的凡例特性差影响匹配特性的凡例”” ●匹配电路的凡例 放大器和天线的匹配 电感器：Ａ Ｑ特性 电感：Ｂ Ｑ特性 Ｑ值低 使用电感器Ａ时 使用电感器Ｂ时 偏离图示中心 纯电感器的匹配设计凡例 最后由电感器匹配到额定的阻抗Ｚ （如图示中央） 大体上与设计一致 匹配电路中、一般情况下，电感器的Ｑ特性对于电路的影响较大。 放大器的特点 ：开始地点 频率 频率 Q Q www.plcworld.cn 课间休课间休 ““电感器的电感器的ＱＱ和电容器的和电容器的ｔａｎｔａｎδδ”” ●电感器的Ｑ值 电感器的损失。 纯电感器的阻抗 ：感抗 电阻成分 （总损失量） ＸLＲ ＝Ｑ 电阻成分 感抗 电感器的Ｑ是表示、 接近纯电感的程度的值。 Ｑ值越大，电路中，越能起到纯电感 器的作用。 ●电容器的ｔａｎδ值 存在电容器的损失。 纯电容器的阻抗 ：容抗 电阻成分 （总损失量） ＸｃＲ ＝tanδ 电阻成分 容抗 电容器ｔａｎδ是表示， 远离纯电容器的程度的値。Tanδ值 越小，电路中，越能起到纯电容器的 作用。 www.plcworld.cn 电感器的实在特性电感器的实在特性““直流重叠特性直流重叠特性・・磁性饱和特性磁性饱和特性”” 芯片是磁性体时，由于磁性饱和特性 的存在，随着ＤＣ偏磁电流增强电感 量降低。 磁性饱和发生后， 随着电感量降低阻 抗也将降低。 抵抗直流重叠较强 的电感器将维持较 高的阻抗。 弱的话，阻抗将显 著地降低。 一般，在使用条件 下，根据所 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的 电感量和阻抗的范 围来选择电感器。 バイアス電流 イ ン ダ ク タ ン ス 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス ●电感器的直流重叠特性凡例 ●阻抗特性凡例 抵抗直流重叠 强的特性凡例 抵抗直流重叠 弱的特性凡例 阻 抗 偏磁电流 电 感 量 阻 抗 频率 频率 www.plcworld.cn 由电源扼流应用产生的对于电感直流重叠特性影响的凡例由电源扼流应用产生的对于电感直流重叠特性影响的凡例 IC 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 周波数 イ ン ピ ー ダ ン ス 关于电源扼流的用途，把阻抗特性应用于旁通电路的形成。由于直流重叠使其劣化，在使用条件下， 需注意对应于自谐振特性，是否有剩余要求值。 ●电源扼流的凡例 电感器：Ａ 阻抗特性 电感器：Ｂ 阻抗特性 直流重叠的抵 抗性强，维持 高阻抗。 直流重叠的抵抗 性弱，阻抗降低。 仅有电容器的旁通 特性凡例 使用电感器Ａ时 使用电感器Ｂ时 改善高频率的 旁通特性 旁通特性劣化 电容器：旁通接地 电感器： 通过阻抗隔断 改善旁通 高频率时 阻抗增强 ON･OFF 波纹 负载变动 阻 抗 阻 抗 频率 频率 www.plcworld.cn バイアス電流 イ ン ダ ク タ ン ス 切换电源电路应用对于电感器直流重叠特性影响的凡例切换电源电路应用对于电感器直流重叠特性影响的凡例 ●升压电源电路的凡例 当切换ＩＣ的Ｖs于ＯＮ时 Ｉｓ流向ＩＣ通过电感器而 升压。当切换于ＯＦＦ时被加入输入电流后变换为输出 电流。 Ｖｓ切换于ON后Ｖin＝Ｌ・ｄＩs／ｄｔ 解析后Ｉs＝Ｖin／Ｌ・ｔ 电流随切换于ＯＮ的时间而增高、电感量小的话将迅速 上升。请选定在时间内不超过允许电流的电感器。 ●直流重叠特性和Ｉｓ的一般关系 時間 Ｉ Ｃ を 流 れ る 電 流 ： Ｉ ｓ 电源ＩＣ高频率化后切换时间变短而不需要大的电感 量。而且平的直流重叠特性并不是万能的。这时要 求与ＩＣ和电源的设计相适应的特性。 ＩＣ 破损 随着电流增加电感 量变小，当更多的 电流通过时，电感 量将渐渐地降低， 若超过允许电流 时，将会破损・・・・ 没有必要使电容量 绝对不变，在设计 上需有要求值。 电感量:L IsVs ＤＣ输出 Vout ＤＣ输入 Ｖin 偏磁电流 時間 Ｉ s 及 び V s Vs：ＯＮ ＯＮＯＦＦ ＯＦＦ ＯＮ Is 以 及 时间随时间上升而上升。 Ｌ 较小时将迅速上升。 时间 感 抗 通 向 I C 的 电 流 www.plcworld.cn 课间休课间休 ““电容器的充电，放电电容器的充电，放电”” 在电容器的两端加上电压后电荷被储存。 相反，将储存有电荷的电容器两端短路 后，成放电状态。 电荷的量与电压成正比。 （若是电感器、电流通过产生磁通。磁通量 与电流成正比。） 电容器的静电容量是电荷量与电压的比 例常数。（关于电感器，电感量是磁通与电 流的比例常数。） 充电时或放电时的电流是电荷量随时间的 变化率。 （关于电感，电压是磁通随时间的变化 率。） 电流电荷减少 电压下降 电荷增加 电压上升 电容器 电流＋Ｑ ●电容器的充电 －Ｑ 电池 电流是电荷量随时间的变化率 －ｉ＝ｄＱ／ｄｔ 静电容量是电荷量与电压比例常数 Ｑ＝Ｃ・Ｖ 电压，电流和静电容量的关系 －Ｖ＝１／Ｃ・∫ｉｄｔ或者－ｉ＝Ｃ・ｄＶ／ｄｔ （电感器的等量关系式－Ｖ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ） ●电容器的放电 电容器 ＋Ｑ －Ｑ www.plcworld.cn