电感在新能源汽车电子元件中的应用
来源:贞光科技(电子元器件) 发布时间:2024-12-06 分享至微信

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电感是一个重要的电子元件,其本质是用来衡量导体中电流变化与所产生电动势之间的关系。最基础的电感元件就是将导线盘绕成圆形线圈。作为电子电路的核心组件之一,电感具备储能和释放电磁能量的功能,在电路设计中发挥着过滤储能抗干扰等多重作用。



新能源车载电路中的电感种类
在新能源汽车的电路系统中,电感元件种类丰富多样。主要包括:
  • 贴片式电感

  • 磁芯和磁环型电感

  • 色环和色码电感

  • 空心线圈电感

  • 扼流圈

  • 微调电感等

这些电感主要在交流电路中发挥作用。当与电容配合使用时,能够有效处理不同频率的信号:电感具有通直流阻交流的特性,而电容则相反。两种元件的阻抗都与频率呈正相关。



电感在新能源汽车中的功能
  • 能量储存功能:例如在12V转5V的降压过程中

  • 信号筛选:通过电感电容组合实现特定频率的信号选择

  • 交流阻隔:利用其阻交流特性确保电流稳定性

  • 抗噪声干扰:提升电路抗干扰能力

  • 共模干扰抑制:特别在车载充电系统的EMI电路中发挥重要作用


决定电感大小的关键要素
  • 线圈圈数:圈数越多,总磁场强度越大

  • 线圈的延展长度:更紧密的排列带来更强的电感

  • 线圈的尺寸参数:包括面积和周长,尺寸越大电感越大

  • 磁芯材料特性:磁导率越高,电感强度越大


电感的感抗特性
感抗(XL)反映了电感对电流变化的阻碍程度,主要受两个因素影响:
  • 自感系数:由电感器的物理结构决定

  • 交流频率:频率越高,感抗越大


电感的基本特性

对直流和交流的不同响应:

  • 直流通过时阻力小

  • 交流通过时产生较大阻力,源于自感电动势的对抗作用

频率特性:
  • 高频信号下感抗增大

  • 低频信号下感抗减小


电感的等效转换
  • 串联电感:总电感值等于各分量之和

  • 并联电感:总电感倒数等于各分量倒数之和

  • 耦合电感:可通过去耦等效转换


典型应用电路
升压电路工作原理
  • 开关 SW1 闭合时,大电流给到电感L1,经过SW1入地,电感线圈开始储能,极性是左正右负

  • 当开关SW1断开,电感线圈L1大电流消失,磁场离去、释放能量,极性为左负右正。

  • 电源电压加上电感L1电压一起为后级的C4电容充电,相当于两个电池串联,电压升高。

降压电路工作原理
  • 当开关SW1闭合时,大电流到达电感L1,电感产生感应电动势阻碍电流,所以给到后面电容充电是慢慢进行充电.

  • 电容的电压是慢慢的爬升,当爬升到设定的电压时,开关SW1断开,电感释放能量,极性左正右负,给负载供电,并且从D1二极管回到负极。

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