電源電感的工作模式

電壓和電流的極性如圖2所示。該電源的工作原理如下:1 .當(dāng)開(kāi)關(guān)管SW接通時(shí)，二極管d反向偏置并關(guān)斷，溫州電感報(bào)價(jià)，二極管電流ID=0，穿心電感報(bào)價(jià)，輸入電壓通過(guò)電感向負(fù)載RL供電，電感和電容存儲(chǔ)能量，電感電流IL逐漸增大，如圖1中的藍(lán)色回路所示；2.當(dāng)開(kāi)關(guān)管SW關(guān)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)管電流IT=0，電感器由于其自感電動(dòng)勢(shì)而通過(guò)二極管d續(xù)流繼續(xù)向負(fù)載RL供電，并且電感器電流IL逐漸減小，如圖1中的紅色回路所示。在操作期間，開(kāi)關(guān)管以非常高的頻率(通常在幾十千赫到幾兆赫的數(shù)量級(jí))反復(fù)接通和斷開(kāi)。

根據(jù)能量守恒，在穩(wěn)態(tài)條件下，即伏-秒平衡原理，在開(kāi)關(guān)周期中電感器兩端的電壓平均值為0。根據(jù)電感電流在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)是否連續(xù)，有三種工作模式，即電流連續(xù)模式、BCM臨界電流模式和電流斷續(xù)模式。

1.連續(xù)電流模式

根據(jù)伏秒平衡原理，在穩(wěn)態(tài)條件下，在導(dǎo)通周期D*T內(nèi)，共模電感電壓為(Vin-Vout)。在關(guān)斷期間(1-D)*T，電感電壓為Vout，兩者的乘積相等，R棒電感報(bào)價(jià)，即:

(Vin-Vout)DT=Vout(1-D)T，

其中d是占空比，t是開(kāi)關(guān)周期，Vin是輸入電壓，Vout是輸出電壓，您可以獲得:

Vout/Vin=D .

可以看出，CCM模式下的傳遞函數(shù)等于占空比，與負(fù)載電流無(wú)關(guān)。

可以看出，電感電流不會(huì)是0。在開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)的接通期間，開(kāi)關(guān)管電流IT從某個(gè)不為0的值開(kāi)始上升，直到開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)達(dá)到大值。根據(jù)公式U=L*dI/dt，電流變化率dI/dt=U/L，因此開(kāi)關(guān)導(dǎo)通期間的電流變化率為(Vin-Vout)/L，在此期間二極管電流ID為0；在開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)斷開(kāi)期間，二極管電流ID開(kāi)始下降，直到開(kāi)關(guān)再次接通，達(dá)到小電流值。類(lèi)似地，可用電流變化率為Vout/L，在此期間開(kāi)關(guān)管電流為0。開(kāi)關(guān)管電流it和二極管電流ID的組合是整個(gè)開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)期間的電感電流IL。

電感線圈的參數(shù)

(1)電感電感也稱為自感系數(shù)，它是一個(gè)物理量，表示電感產(chǎn)生自感的能力。電感器的電感主要取決于匝數(shù)(匝數(shù))、繞組方法、磁芯的有無(wú)以及磁芯的材料等。通常，線圈纏繞得越多，線圈纏繞得越密，電感就越大。有磁芯的線圈比沒(méi)有磁芯的線圈電感大；磁芯磁導(dǎo)率越大，線圈的電感越大。電感的基本單位是亨利(簡(jiǎn)稱亨利)，用字母“h”表示。常用的單位是毫亨(mH)和微亨(μH)，它們之間的關(guān)系是:=1000μ毫亨=1000μH (2)允許偏差是指電感的標(biāo)稱電感和實(shí)際電感之間的允許誤差值。振蕩或?yàn)V波等電路中常用的電感要求，允許偏差為0.2[%]~ 0.5[%]；然而，對(duì)耦合、高頻電流阻斷和其他線圈的精度要求不高。允許偏差為10 [%] ~ 15 [%]。(3)品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)，又稱q值或優(yōu)值，是衡量電感質(zhì)量的主要參數(shù)。指電感在一定頻率的交流電壓下工作時(shí)，感抗與等效損耗電阻的比值。電感的Q值越高，損耗越小，效率越高。電感器的品質(zhì)因數(shù)與線圈導(dǎo)體的DC電阻、線圈架的介電損耗以及由鐵芯、*等引起的損耗有關(guān)。(4)分布電容分布電容是指線圈匝之間以及線圈和磁芯之間存在的電容。電感的分布電容越小，穩(wěn)定性越好。(5)額定電流額定電流指正常運(yùn)行時(shí)允許電感通過(guò)的大電流值。如果工作電流超過(guò)額定電流，電感將因加熱而改變其性能參數(shù)，甚至因過(guò)電流而燒毀。電感線圈原理電感是指當(dāng)交流電通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線的磁通量與導(dǎo)線內(nèi)部和周?chē)a(chǎn)生交變磁通量的電流之比。當(dāng)直流電流流過(guò)電感器時(shí)，只有固定的磁力線出現(xiàn)在電感器周?chē)⑶也浑S時(shí)間變化。然而，當(dāng)交流電流過(guò)線圈時(shí)，線圈周?chē)拇帕€會(huì)隨著時(shí)間而變化。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律——磁力發(fā)電，改變磁力線會(huì)在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這相當(dāng)于“新的電源”。

感應(yīng)器能以全新的方式重新設(shè)計(jì)嗎？是的。

根據(jù)《自然》雜志的報(bào)道，美國(guó)、日本和中國(guó)的研究人員的一項(xiàng)新研究提到，他們已經(jīng)制造了個(gè)使用插入石墨烯的L型L-能量電感器，其工作頻率范圍為10-50千兆赫，并且使用動(dòng)態(tài)電感——的機(jī)制來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)裝置的磁感應(yīng)。這種新型電感器尺寸小，電感值高(約1-2納亨)，穿心電感報(bào)價(jià)，目前很難獲得。它的表面積比傳統(tǒng)設(shè)備分之一，但性能相同。因此，它們可用于物聯(lián)網(wǎng)、傳感和能量存儲(chǔ)/傳輸應(yīng)用的超小型無(wú)線通信系統(tǒng)。

螺旋電感及其簡(jiǎn)化等效電路

加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究小組組長(zhǎng)考斯塔巴納吉說(shuō):“感應(yīng)器是在大約200年前發(fā)明的，但這是自那以后次使用一種全新的機(jī)制(動(dòng)態(tài)感應(yīng)器)(使用嵌入的石墨烯)來(lái)改造這種基本的無(wú)源器件?！?。“這可能會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的無(wú)線通信、傳感和能量存儲(chǔ)/傳輸應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。這也反映了石墨烯在電路互連中的實(shí)際應(yīng)用?！?/p>

據(jù)估計(jì)，到2020年，物聯(lián)網(wǎng)將有500億個(gè)目標(biāo)設(shè)備，到2025年，潛在影響將達(dá)到每年2.7萬(wàn)億至6.2萬(wàn)億美元。這場(chǎng)革命將需要大量由射頻集成電路驅(qū)動(dòng)的小型化、的低功耗和可擴(kuò)展的無(wú)線連接。據(jù)估計(jì)，到2026年，另一個(gè)重要領(lǐng)域，射頻識(shí)別(射頻識(shí)別)——，將增加到近190億美元，依靠電磁場(chǎng)自動(dòng)識(shí)別和*目標(biāo)標(biāo)簽——。

平面芯片上的金屬電感是射頻集成電路中使用的主要器件類(lèi)型，約占芯片面積的一半。它們也是射頻識(shí)別的主要部分

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