（2025年4月7日更新）

电感的等效模型如下图：一个电感串联一电阻再与电容并联，正是感值、直流电阻和寄生电容的体现。

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电感量 (L)

表示电感的自感能力，单位亨利 (H)。

决定因素：线圈圈数、绕制密度、磁芯类型及其磁导率。

基本物理特性，与电流大小无关。

感抗 (XL)

电感对交流电流的阻碍作用，单位欧姆 (Ω)。

公式：XL=2πfLXL = 2pi f LXL=2πfL （与频率和电感量成正比）。

分布电容

线圈间及与周围结构间的寄生电容，会降低Q值并影响稳定性。

可通过分段绕法减小分布电容。

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2. 电感性能指标

品质因数 (Q)

Q值描述了回路的储能与它耗能的比值。因为通频带带宽BW与品质因数Q之积为回路的谐振 频率WO ，即WO =BW·Q，所以在谐振应用场景，Q值与通频带的宽窄是矛盾的。Q值并非越高越好，还 要看通频带带宽的要求。Q值越大，谐振的通频带就越窄，即包含的频率范围更窄。如果需要较宽的通频带，Q值需要尽量小。

反映线圈的效率：

受直流电阻、趋肤效应、骨架材料等因素影响，通常为几十到几百。

提升方法：使用多股线或优化磁芯。

自谐振频率 (SRF)

电感与其分布电容形成谐振回路的频率。

在SRF前，电感表现为感性；在SRF后，阻Knowles代理商抗随频率增大而减小。

SRF是选择电感器时的重要参数，影响其高频性能。

允许误差

电感量的实际值与标称值的偏差，通常为±0.2%~±15%，精度要求因应用而异。

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3. 电流相关参数

热电流（Irms）

又称额定电流，指电感能连续通过的最大直流电流。

决定因素：绕线直流电阻和散热性能。

饱和电流 (Isat)

电流使电感值下降10%-20%时的电流值，常见于铁氧体和铁粉芯电感。

空芯电感无饱和电流现象。

直流电阻 (DCR)

电感的直流电阻，直接影响发热损耗，越小越好。

减小DCR通常与尺寸小型化矛盾。

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4. 铁芯及其结构特性

铁芯损失 (Core Loss)

包括涡流损耗和磁滞损耗，与频率、电流摆幅及材料电阻率相关。

铁氧体适用于10MHz以下，铁粉芯则适用于1MHz以下。

铁芯改进方向：支持更高频率的材料。

封装结构 (Shield Structure)

包括非遮蔽式、半遮蔽式及全遮蔽式等。

非遮蔽式漏磁最严重；冲压式电感漏磁最小，磁屏蔽效果最好。

居里温度

铁芯在超过此温度后失去磁性，应在设计时留有余量。

居里温度（Curie Temperature）得名于法国著名的物理学家皮埃尔·居里（Pierre Curie）。以下是背景和命名的原因：

1. 居里温度的发现与研究

皮埃尔·居里在19世纪末研究了磁性材料的特性，特别是随着温度变化，铁磁性材料的磁性消失的现象。

他发现，当温度升高到某一特定点时，材料从具有铁磁性转变为顺磁性，这个临界点就是我们今天所称的“居里温度”。

皮埃尔·居里的研究奠定了现代磁学的基础，他还通过实验总结了关于磁化率和温度的数学关系（即居里定律）。

a、 什么是居里温度？

居里温度是指铁磁性材料在升温过程中，磁性完全丧失的临界温度。在此温度下，材料从铁磁态转变为顺磁态，磁导率（μ）显著下降，进而影响电感的性能。

铁磁态：居里温度以下，材料中的磁畴排列规则，表现出较强的磁性。

顺磁态：居里温度以上，磁畴的有序性被热扰动打破，磁性消失。

b、居里温度对电感性能的影响

磁导率下降：

居里温度以下，磁芯的磁导率较高，电感的电感量（L值）能保持稳定。

居里温度以上，磁导率迅速下降，导致电感量减小甚至难以维持正常功能。

磁芯损耗增大：

居里温度以上，磁芯损耗会显著增加，降低转换效率并产生更多热量。

电感饱和特性变差：

铁磁性材料在居里温度以下表现出更好的饱和特性，温度升高至居里点后，饱和磁通密度（B_sat）大幅下降。

热稳定性降低：

居里温度附近，磁性材料的性能非常不稳定，电感的可靠性和使用寿命可能受到影响。

c、实际电感设计中的考虑

在电感的选型和设计中，必须考虑居里温度对电感性能的限制：

材料选择：

高居里温度的材料（如镍锌铁氧体）适合高温环境。

低居里温度材料（如锰锌铁氧体）适合低频和温度相对稳定的场合。

温升设计：

保证电感的工作温度远低于磁芯的居里温度，以避免性能急剧下降。

磁芯类型：

粉末铁芯的居里温度一般较低，但具有良好的温度分布性能。

铁氧体磁芯的居里温度通常在150°C到300°C之间，适合大多数电子设备。

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5. 特殊参数

阻抗频率特性

理想电感阻抗随频率增加而增大，实际电感因寄生效应表现复杂。

设计时需确保工作频率远低于转折频率。

耦合与EMI问题

多路转换器中相邻电感可能耦合，导致EMI干扰。

解决方法：优化电感排布及极性标注。

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6. 测试与使用

测试频率

用于测量L或Q值的频率。常见范围从1kHz到50MHz。

应与实际应用频率匹配。

应用建议

不同应用需关注不同性能指标，例如滤波器关注Q值和误差，功率电感关注饱和电流和DCR。

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通过以上分类，可快速定位电感参数的应用场景和设计优化方向。例如：在高频应用中，应优先考虑SRF、铁芯损失和Q值；而在低频功率应用中，则应关注DCR和饱和电流。