01 电感基础知识与重要性

电感是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，结构类似于变压器，但只有一个绕组。它具有一定的电感，特性是通直流，阻碍交流当电流流过导体时，会产生电磁场，电感就是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量；给一个线圈通入电流，线圈周围就会产生磁场，有磁通量通过，通入的电流越大，磁场越强，磁通量越大，通过线圈的磁通量和通入的电流成正比，它们的比值叫做自感系数，也就是电感

1.1 电感的作用

通直流，阻交流：对交流信号进行隔离、滤波，或与电容器、电阻器等组成谐振电路 ，对交流有限流作用，与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；调谐与选频：电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路，当电路的固有振荡频率与非交流信号的频率相等时，回路的感抗与容抗也相等，电磁能量就在电感、电容之间来回振荡，即LC回路的谐振现象。谐振时回路总电流的感抗最小，电流量最大，所以LC谐振电路具有选择频率的作用，能将某一频率的交流信号选择出来

筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰：如磁环电感与连接电缆构成一个电感器，是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的屏蔽作用。正常有用的信号能顺利通过，又能很好地抑制高频干扰信号

1.2 电感在电路中的应用

1. 在通信电路中，电感用于信号的滤波、选频，确保信号的稳定传输，比如在射频电路中实现偏置、匹配、滤波等功能，保障无线通信的质量
2. 在电源电路里，电感发挥着储能和滤波的作用，常见于DC- DC转换电路，通过积累并释放能量来保持连续的电流，稳定电源输出，减少电压波动和噪声
3. 在各类电子设备中，如手机、电脑、电视等，电感都起着不可或缺的作用，从主板上的电源管理到信号处理，都离不开电感的参与，影响着设备的性能和稳定性

02 选型前的准备工作

明确电路需求

2.1 确定电路的工作频率范围至关重要，因为不同频率下电感的性能表现不同，比如高频信号用电感，其工作频率通常较高，一般在1GHz以上，谐振频率可以高达12GHz；而一般信号用电感工作频率相对较低，谐振频率点一般在几百兆赫兹之内

2.2 了解电路对信号完整性的要求，若是对信号精度和稳定性要求高的电路，就需要选择能保障信号高质量传输的电感，避免信号失真和干扰

考虑环境因素

2.3 环境温度对电感的性能有显著影响，温度变化可能导致电感的参数改变，如在高温下，材料的电阻率可能会增加，导致Q值降低，电感的损耗增大,所以要清楚电感工作的环境温度范围，选择在该温度范围内性能稳定的电感

2.4 湿度也可能影响电感的性能，尤其是对于一些未做良好防护的电感，潮湿环境可能导致其内部元件生锈、腐蚀，从而影响电感的正常工作

了解成本限制

在满足电路性能要求的前提下，成本是一个重要的考量因素。不同类型、规格和品牌的电感价格差异较大，需要在性能和成本之间找到平衡, 例如，一些高端的电感虽然性能优越，但价格昂贵，如果电路对性能要求不是特别苛刻，可以选择性价比更高的电感;同时，还要考虑电感的长期使用成本，包括其稳定性、可靠性以及可能带来的维护成本等

03 核心选型原则

3.1 电感值的选择

根据电路的具体功能和设计要求来确定合适的电感值。例如在LC振荡电路中，电感值与电容值共同决定了振荡频率；在滤波电路中，电感值会影响滤波的效果和频率特性

注意电感值的误差范围，一般电感的误差范围在±10% - 20%，在对电感值精度要求高的电路中，需选择误差较小的电感，避免因电感值偏差导致电路性能不稳定

3.2 品质因数（Q值）

Q值也称为品质因数，是电感器储存能量的能力与其以热能形式损耗能量的比率，反映了电感在交流电路中的效率，Q值越高，电感的性能通常越好;Q值受材料、频率、温度和制作工艺等因素影响。高导磁率的材料可以减小电感的损耗，从而提高Q值；Q值通常随着频率的增加而降低；温度升高，材料电阻率增加，Q值可能降低；制作工艺，包括线圈的绕制、磁芯的装配等，也会影响Q值;在高频电路中，高Q值的电感有助于减少信号失真，改善信号完整性，降低损耗，提高电路的效率和稳定性

3.3 直流电阻（DCR）的重要性

直流电阻是电感线圈绕组的直流内阻，其大小影响着电路的直流损耗和温升。DCR越大，在相同电流下，电感上的功率损耗就越大，会导致电感发热，影响电路的稳定性和效率;选择电感时，在满足其他性能要求的前提下，应尽量选择直流电阻小的电感，以降低能量损耗和发热问题,比如在大电流的电源电路中，低DCR的电感可以有效减少压降，提高电源的效率

3.4 自谐振频率（SRF）

由于电感寄生电容的存在，会发生LC振荡，其谐振频率便是电感的自谐振频率。在自谐振频率前，电感的阻抗随着频率增加而变大；在自谐振频率后，电感的阻抗随着频率增加而变小，就呈现容性

实际应用中，应选择谐振频率点高于工作频率的电感，以确保电感在工作频率范围内呈现电感性，发挥其应有的作用。如果工作频率超过谐振频率，电感将失去电感特性，无法正常工作

3.5 额定电流的确定

额定电流包括电感饱和电流Isat和电感温升电流Irms，一般取Isat和Irms中较小的一个值作为电感的额定电流;电感饱和电流是指电感感值下降30%时所容许的直流电流，电感温升电流是在20℃下，电感温度上升40℃所容许的直流电流

电感的工作电流必须小于额定电流，否则电感值会发生改变，影响电路的正常运行,在设计电路时，应根据电路中的最大电流，选择额定电流足够大的电感，并留有一定的余量，一般建议额定电流为电路中最大输出电流的1.3倍，降额使用，以提高电路的可靠性

04 选型误区与注意事项

只关注电感的某一个参数，而忽略其他参数的影响。例如只追求高Q值，而不考虑电感值、额定电流等参数是否满足电路需求，可能导致电路无法正常工作;不考虑电感的工作环境，如温度、湿度等因素，选择了在实际工作环境中性能不稳定的电感，从而影响电路的可靠性和稳定性

注意事项

4.1 选择电感时，要综合考虑多个参数，确保各个参数都能满足电路的要求，相互配合，以实现最佳的电路性能

4.2 参考电感的 datasheet，了解电感的详细参数、性能曲线和应用注意事项，这有助于正确选择和使用电感

4.3 对于一些特殊应用场景，如高温、高压、高频等环境，要选择专门设计用于此类环境的电感，以确保其可靠性和稳定性

05总结

5.1 电感选型的核心原则包括根据电路需求确定合适的电感值，关注品质因数（Q值）以提高电感效率和信号质量，选择直流电阻（DCR）小的电感降低能量损耗和发热，确保自谐振频率（SRF）高于工作频率以保证电感特性，以及确定合适的额定电流并留有一定余量，降额使用

5.2 正确的电感选型对于电路的性能、稳定性和可靠性至关重要。合适的电感能够保障电路正常工作，提高信号质量，降低能量损耗，减少故障发生的概率，从而提升整个电子设备的性能和使用寿命

随着电子技术的不断发展，对电感的性能要求也越来越高。未来电感可能会朝着更小尺寸、更高性能、更低损耗的方向发展，以满足日益小型化、高性能化的电子设备需求。同时，新型材料和制作工艺的应用也将为电感的发展带来新的机遇和突破