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电感和电感器的原理2011/05/28

电感是电子电路阻止电流改变的一种性质。注意“改变”一词的物理意义，这点非常重要，有点像力学中的惯性。一个电感器被用在磁场中储存能量，你会发现这个现象非常重要。为了理解电感的概念，必须了解三个物理现象：

　　（1）当一个导体相对磁场运动时，在导体的两端会产生感生电动势，从而会产生感生电流。

　　（2）当导体处在变化的磁场中，导体内部会产生感生电动势。像第一种情况一样，导体内也会产生感生电流。

　　（3）当导体中有电流流动时，导体周围会产生磁场。

　　根据楞次定律．电路中的感生电动势是描述电路中抵消或补偿其自身的增加或减少的一个物理量。从这个原理出发，会有以下效应：

　　（1）无论导体和磁场发生相对运动还是磁场变化，都会产生感生电流。感生电流的方向是其激发的磁场与原磁场的变化趋势相反的方向。

　　（2）导体中电流改变时，由此电流激发的磁场会发生变化，磁场的变化会感生新的电流以阻碍原电流的变化。

　　（3）由电流变化感生的电动势与产生电流变化的电势的极性相反。

　　电感的单位是E[亨利]（H）。如果导体中的电流以IA／s的速率变化，会感生IV的电动势，那么此导体的电感就为1H。这个关系可以表示为

　　式中，V为感生的电动势，V；L为电感，H；r为电流，A；t为时间，s；△为微小改变量。

　　亨E[利]这个单位适用于在直流电源供电的连续滤波电路中使用的电感器，但对于射频和中频电路来说，它的量纲太大了。在这些电路中通常使用的是辅助单位毫亨（mH）和微亨（μH）。它们之间的换算关系是：

　　1H=1000mH=1000000μH

　　所以,

　　1mH＝10^-3H， 1μH＝10^-6H

　　这里有一个值得注意的现象叫做自感：当电路中的电流变化时，电流激发的磁场也相应变化。磁场的变化会感生一个反向电流阻碍原电流的变化。这个感生电流也会产生一个电动势，称作反向电动势。和其他形式的电感一样，自感的单位也是亨E[利]和它的辅助单位。

　　虽然电感的概念涉及一系列现象，但是单独使用时通常是指自感。所以，本章中的讨论除非特别说明（比如互感等），电感都是指自感。不过要记住：该专业术语拥有比一般理解更多的含义。

开关电源工作原理是什么？

开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止。

将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！！成本很低．如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意

开关电源的工作流程是：

电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管（振荡逆变）→开关变压器→输出整流与滤波。

交流电源输入经整流滤波成直流
通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上
开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的

    交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
    开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;
    一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源.
    主要用于工业以及一些家用电器上，如电视机，电脑等

开关电源原理图分析

1、正激电路
电感和电感器的原理（低轴阻发电机相关参考资料）
电路的工作过程：

a> 开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负.因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长;

b> S关断后,电感L通过VD2续流,VD1关断.S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源,所以S关断后承受的电压为 .

c> 变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断.为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位.

正激电路的理想化波形:
电感和电感器的原理（低轴阻发电机相关参考资料）
变压器的磁心复位时间为:
Tist=N3*Ton/N1
输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下:
Uo/Ui=N2*Ton/N1*T
磁心复位过程:

2、反激电路
反激电路原理图
电感和电感器的原理（低轴阻发电机相关参考资料）
反激电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦合的电感.

工作过程:

S开通后,VD处于断态,N1绕组的电流线性增长,电感储能增加;

S关断后,N1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放.S关断后的电压为:us=Ui+N1*Uo/N2

反激电路的工作模式:

电流连续模式:当S开通时,N2绕组中的电流尚未下降到零.
输出电压关系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff
电流断续模式:S开通前,N2绕组中的电流已经下降到零.

输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下, ,因此反激电路不应工作于负载开路状态.

反激电路的理想化波形
电感和电感器的原理（低轴阻发电机相关参考资料）

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