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電感是導(dǎo)體中產(chǎn)生的電動勢或電壓與產(chǎn)生此電壓的電流變化率之比,是表征閉合回路屬性的物理量。把導(dǎo)線繞成圓形的線圈就組成了一個最簡單的電感元件,也是電子電路中非常重要的元件,能夠存儲和釋放電磁能量,起到過濾、濾波、儲能、抗干擾等作用。
新能源汽車電路中常見的電感有貼片電感、色環(huán)電感、色碼電感、空心電感線圈、磁芯電感、磁環(huán)電感、扼流圈、微調(diào)電感等。
電感一般應(yīng)用在交流電場合,其作用主要包括儲存能量、濾波等。在電路中,電容和電感搭配使用,可以濾除高頻和低頻信號,因為電感通直流隔交流,而電容通交流隔直流,兩者的阻抗與頻率也存在正比關(guān)系。
二、新能源汽車電路中電感的應(yīng)用
儲存能量:將12伏直流電降到5伏時,會用到電感來儲存能量。
選擇信號:通過電感和電容的組合來篩選頻率,實現(xiàn)選擇信號的作用。
阻礙交流電通過:電感具有阻交流通直流的特性,可以阻止交流電通過,保證電流的穩(wěn)定性。
過濾噪聲:電感還具備過濾噪聲的功能,可以提高電路的抗干擾能力。
消除共模干擾信號:在新能源電動汽車車載充電機(jī)EMI電路中,共模電感可以有效抑制共模干擾信號。
三、影響電感大小的因素
1、線圈匝數(shù)
在每一匝中通過電流都會產(chǎn)生一個小磁場,匝數(shù)越多磁場就越多,這些磁場加起來的總磁場就越大,電感也就會越強(qiáng)。
2、線圈長度
線圈越長排列的越緊湊,電感就會越強(qiáng)。
3、線圈面積和周長
簡單說就是線圈越大,電感越大。
4、磁芯的磁導(dǎo)率
電感器核芯的材料有著不同磁導(dǎo)率,核心材料磁導(dǎo)率越強(qiáng),電感也會越強(qiáng)。
四、電感的感抗
電感是一種能夠阻礙電流變化的元件,其對電流的阻礙作用被稱為感抗,用XL表示。影響感抗大小的因素有兩個:自感系數(shù)和交流電的頻率。
自感系數(shù)是由電感器本身的結(jié)構(gòu)決定的,一個電感器做好以后,它的匝數(shù)、是否有鐵芯都已經(jīng)固定,因此它的自感系數(shù)也固定了。自感系數(shù)越大,電感器對電流的阻礙作用越大,也就是感抗越大。
交流電的頻率越高,感抗越大。這是因為交流電的正負(fù)不斷交替變化,導(dǎo)致電感對交流電有阻礙作用。水車逆時針和順時針旋轉(zhuǎn)的時候,產(chǎn)生的阻力就越強(qiáng);同理,電感對電流的阻礙作用也會隨著頻率的增加而變大。
五、電感線圈的特性
通直流隔交流:當(dāng)直流電流通過電感線圈時,電感線圈會允許電流通過;當(dāng)交流電流通過電感線圈時,電感線圈會產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙電流的通過。因此,電感線圈對直流電的阻礙作用很小,而對交流電呈現(xiàn)較大的阻礙作用。
阻交流通直流:當(dāng)交流電流經(jīng)過電感時會產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙電流的通過即當(dāng)交流電通過電感線圈時,電感器對交流電存在著阻礙作用,阻礙交流電的是電感線圈的感抗。
六、電感的等效電路
串聯(lián)電感等效電路:串聯(lián)電感可以用一個電感來等效,等效電感值等于各個部分電感值之和。
并聯(lián)電感等效電路:并聯(lián)電感的等效電感值的倒數(shù)等于各電感值的倒數(shù)之和。
耦合電感等效電路:耦合電感可以通過去耦等效為一個單獨的電感,等效電感的電感系數(shù)等于互感系數(shù)。
七、電感的應(yīng)用電路
1、開關(guān)式升壓電路
(1)開關(guān) SW1 閉合時,大電流給到電感L1,經(jīng)過SW1入地,電感線圈開始儲能,極性是左正右負(fù)
(2)當(dāng)開關(guān)SW1斷開,電感線圈L1大電流消失,磁場離去、釋放能量,極性為左負(fù)右正。
(3)電源電壓加上電感L1電壓一起為后級的C4電容充電,相當(dāng)于兩個電池串聯(lián),電壓升高。
2、開關(guān)式降壓電路
(1)當(dāng)開關(guān)SW1閉合時,大電流到達(dá)電感L1,電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢阻礙電流,所以給到后面電容充電是慢慢進(jìn)行充電.
(2)電容的電壓是慢慢的爬升,當(dāng)爬升到設(shè)定的電壓時,開關(guān)SW1斷開,電感釋放能量,極性左正右負(fù),給負(fù)載供電,并且從D1二極管回到負(fù)極。
來源:電車牛
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