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[知識(shí)分享]-什么是電感的嘯叫，如何解決和避免？

peter.liu — Fri, 08 Dec 2023 07:17:14 +0000

電感器是電子電路中不可或缺的元件，廣泛應(yīng)用于電源管理、信號(hào)處理和電磁噪聲抑制等領(lǐng)域。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，電感有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種被稱為“嘯叫”的現(xiàn)象，這不僅影響電路的正常工作，還可能導(dǎo)致電感損壞或壽命縮短。本文旨在探討電感嘯叫的原理，以及如何有效解決和避免這一問(wèn)題。

什么是電感的嘯叫

電感器件的“嘯叫”現(xiàn)象，也稱為“蜂鳴噪聲”（Buzz Noise），是由于電感器內(nèi)部材料的機(jī)械振動(dòng)引起的。這種振動(dòng)通常是由電感器內(nèi)部磁芯的磁通變化導(dǎo)致的。當(dāng)通過(guò)電感器的電流在快速變化時(shí)（例如在開關(guān)電源中），這些磁通變化會(huì)導(dǎo)致磁芯物理上的微小移動(dòng)或振動(dòng)，從而產(chǎn)生聲音。

電感的基本構(gòu)造和工作原理

電感器主要由導(dǎo)電線圈構(gòu)成，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，會(huì)在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)隨著電流的變化而變化，從而在電感器中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這是電感的基本工作原理。電感在電路中的作用主要是抑制電流的快速變化，以及儲(chǔ)存和釋放能量。

電感嘯叫的物理原理

電感嘯叫是由電感器內(nèi)部或外部的物理振動(dòng)引起的。當(dāng)電路中的電流或電壓發(fā)生快速變化時(shí)，電感器內(nèi)部的磁場(chǎng)也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。這種磁場(chǎng)的變化可以導(dǎo)致電感線圈發(fā)生微小的機(jī)械振動(dòng)，特別是當(dāng)這些振動(dòng)頻率與電感器材料的共振頻率相匹配時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生聽得見的嘯叫聲。

PCBA上的電感產(chǎn)生嘯叫的主要因素

與其它組件接觸：
當(dāng)電感器與PCBA上的其它元件接觸時(shí)，電感器的輕微振動(dòng)可能會(huì)被放大成聽得見的聲音。這種情況在高密度安裝了大量電子元件和設(shè)備的PCBA中尤為常見。
由于泄露磁通對(duì)周圍磁性體的影響：
如果電感器附近有磁性體，比如變壓器或另一個(gè)電感，電感器的泄露磁通可能會(huì)引起磁性體的振動(dòng)，從而產(chǎn)生聲噪。
與整體結(jié)構(gòu)的自然振動(dòng)頻率匹配：
通常，使用單個(gè)緊湊磁芯的電感器產(chǎn)生的由磁致伸縮引起的振動(dòng)在空氣中不會(huì)被識(shí)別為聲噪。然而，如果電感器是由多個(gè)部分組合而成，并且安裝在基板上，就會(huì)產(chǎn)生多個(gè)可聽的自然振動(dòng)頻率，并因振動(dòng)被放大而導(dǎo)致聲噪。此外，與整體設(shè)備中的多個(gè)自然振動(dòng)頻率匹配，也可能在嵌入設(shè)備后產(chǎn)生聲噪。

電感嘯叫的解決方法

材料選擇和設(shè)計(jì)改進(jìn)

使用高質(zhì)量材料：選擇高品質(zhì)的磁芯材料和導(dǎo)線，可以減少內(nèi)部振動(dòng)，降低嘯叫的可能性。
優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)：通過(guò)改變線圈的繞制方式和形狀，可以影響電感的共振特性，從而減少嘯叫。
增加阻尼材料：在電感器內(nèi)部或周圍添加阻尼材料，如橡膠或特殊膠體，可以吸收振動(dòng)，減少嘯叫。

電路設(shè)計(jì)考慮

避免可聽頻率電流：基本措施是避免讓可聽頻率的電流流過(guò)電感器。
避免磁性體鄰近擺放：盡量避免在電感器附近放置可受泄露磁通影響的磁性元件，如：變壓器或另一個(gè)電感。
改變自然振動(dòng)頻率：通過(guò)改變電感器的形狀、類型和布局以及固定基板的條件，來(lái)改變整體結(jié)構(gòu)的自然振動(dòng)頻率。
使用線圈被固定住的電感器：一體成型電感器、磁性膠水屏蔽型電感器。
一體成型電感器：順絡(luò)(Sunlord) - MWSA系列，速研(Accetek) - 1MT系列
磁性膠水屏蔽型電感器：順絡(luò)(Sunlord) - SWPA系列，速研(Accetek) - 1ME系列
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速研(Accetek) - 1MT系列一體成型電感

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實(shí)際操作中的調(diào)試技巧

監(jiān)測(cè)和測(cè)試：通過(guò)專業(yè)設(shè)備檢測(cè)PCBA上的電感、變壓器等磁性元件是否存在嘯叫現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)最好在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行解決。
調(diào)整電路參數(shù)：在電路調(diào)試階段，細(xì)致調(diào)整電流和電壓參數(shù)，找到最佳工作點(diǎn)，以減少電感的振動(dòng)。

預(yù)防電感嘯叫的策略

電感選擇的重要性

選擇適合的電感器：根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的電感類型，如一體成型電感器、磁性膠水屏蔽型電感由于線圈本身被固定住了，通常比其它線圈未被固定住的電感更能抵抗振動(dòng)和嘯叫。
考慮電感的品質(zhì)：選用高品質(zhì)、經(jīng)過(guò)良好測(cè)試的電感器，確保其在不同工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

電路設(shè)計(jì)的預(yù)防措施

綜合考慮電路參數(shù)：在設(shè)計(jì)階段綜合考慮電流、電壓和頻率等參數(shù)，確保電感不會(huì)在敏感頻率下工作。
使用合適的濾波電路：合理設(shè)計(jì)濾波電路，使用適當(dāng)?shù)碾娙萜骱碗娮瑁云交娏骱碗妷旱目焖僮兓?lt;/span>

維護(hù)和檢測(cè)的建議

定期維護(hù)：定期對(duì)電感器進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決可能導(dǎo)致嘯叫的問(wèn)題。
使用專業(yè)測(cè)試設(shè)備：利用專業(yè)的測(cè)試設(shè)備定期檢測(cè)電感的性能，確保其在安全和理想的工作狀態(tài)。

總結(jié)

電感嘯叫是電子電路中常見的問(wèn)題，影響電路的性能和可靠性。通過(guò)理解電感嘯叫的原理、采取有效的解決方案和預(yù)防措施，可以顯著降低其發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。選擇合適的電感器、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，以及進(jìn)行定期的維護(hù)和檢測(cè)，是確保電路長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

關(guān)于德方

深圳德方電子有限公司，始建于2008年，自創(chuàng)立之初便秉承著為客戶提供卓越電子元件采購(gòu)解決方案的使命，成為了中國(guó)電子元件代理商領(lǐng)域的引領(lǐng)者。我們的宗旨是以客戶需求為導(dǎo)向，不斷擴(kuò)展產(chǎn)品線，為各行各業(yè)的客戶提供廣泛多樣的電子元件，包括功率半導(dǎo)體、微型馬達(dá)、電感、電容、硅麥克風(fēng)、EMC元件、電路保護(hù)元件等。

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電感的歷史:從法拉第的發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)代應(yīng)用

peter.liu — Fri, 28 Jul 2023 05:57:07 +0000

前言

電感是一種可以儲(chǔ)存磁能的元件,它由導(dǎo)體線圈制成,當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),并儲(chǔ)存能量。電感的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用推動(dòng)了電磁學(xué)理論與技術(shù)的發(fā)展。

法拉第的發(fā)現(xiàn)

英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第在1831年第一個(gè)觀察到了電感效應(yīng)。當(dāng)通過(guò)線圈通電時(shí),會(huì)在線圈周圍產(chǎn)生磁場(chǎng);當(dāng)斷開電流時(shí),磁場(chǎng)消失,導(dǎo)致線圈兩端產(chǎn)生一瞬間的電動(dòng)勢(shì)。這種效應(yīng)后來(lái)被稱為電感效應(yīng)。法拉第將這個(gè)現(xiàn)象歸因于電流在導(dǎo)體中的“電磁作用”。他繪制了磁力線的概念來(lái)描述磁場(chǎng),為電磁學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。

法拉第還發(fā)現(xiàn),將兩根獨(dú)立的線圈置于彼此附近時(shí),其中的一個(gè)線圈中的電流變化會(huì)影響到另一個(gè)線圈,造成另一個(gè)線圈中感應(yīng)電流的產(chǎn)生。這顯示出電磁感應(yīng)的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)為電磁學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

電感單位的產(chǎn)生

隨著電磁學(xué)理論的發(fā)展,科學(xué)家需要一個(gè)量度電感的單位。1881年,電感的單位亨利(Henry)誕生,以紀(jì)念美國(guó)科學(xué)家約瑟夫·亨利對(duì)電磁感應(yīng)研究做出的貢獻(xiàn)。一個(gè)亨利表示:如果線圈中電流變化率為1安培/秒,則會(huì)感應(yīng)出1伏特的電動(dòng)勢(shì)。這為量度電感提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位。

電感在電路中的應(yīng)用

19世紀(jì)后期,隨著發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備的出現(xiàn),電感被廣泛應(yīng)用于電路中。

電感可以用于阻止電流瞬間的劇烈變化。當(dāng)電路中電流突然改變時(shí),電感會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)抵抗電流變化,從而起到平滑電流的作用。這一性質(zhì)使得電感可以應(yīng)用于濾波電路中。

電感還可以和電容一起構(gòu)成諧振電路。在特定的諧振頻率下,電感儲(chǔ)存的能量可以在電容器之間振蕩,產(chǎn)生振蕩電流。這種電路廣泛應(yīng)用于無(wú)線電發(fā)送器等設(shè)備中。

電感的現(xiàn)代應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,電感的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。一些重要的現(xiàn)代應(yīng)用包括:

無(wú)線通信技術(shù)中,電感被廣泛用于諧振電路、濾波電路、匹配電路等,對(duì)信號(hào)的處理必不可少。
在電源供應(yīng)器中,電感可以用來(lái)濾除交流電源中的雜波,生成穩(wěn)定的直流電壓。
在電動(dòng)機(jī)中,電感作為安全啟動(dòng)裝置,可以限制啟動(dòng)時(shí)的電流防止機(jī)械 jerk。
在電磁爐等家用電器中,電感線圈用于產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)進(jìn)行感應(yīng)加熱。
在電子設(shè)備中,電感通常與電容一起構(gòu)成諧振電路作為振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。
在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中,電感用于改善功率因數(shù),降低系統(tǒng)損耗。

電感的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷延伸。從法拉第的發(fā)現(xiàn)到今天,電感一直是電子電路不可或缺的基本元件。電感的應(yīng)用對(duì)推動(dòng)電磁學(xué)技術(shù)進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。

總結(jié)

從法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)開始,電感的研究推動(dòng)了電磁學(xué)的發(fā)展。各種電感應(yīng)用技術(shù)的出現(xiàn),使電感成為電子電路中的關(guān)鍵元件。電感的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,在今天的科學(xué)技術(shù)中扮演著重要的角色。電感的發(fā)展歷程見證了電磁學(xué)理論與應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步。

關(guān)于德方電子

德方電子在電感技術(shù)及應(yīng)用方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和深入的知識(shí)。十多年來(lái),我們專注于各類基礎(chǔ)型電子元件,為客戶提供廣泛的優(yōu)質(zhì)電感產(chǎn)品,覆蓋功率供應(yīng)、EMI濾波、射頻電路、汽車電子等眾多用途。我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)始終緊跟電感技術(shù)的最新發(fā)展,與制造商緊密合作,確保供應(yīng)的電感產(chǎn)品在性能和可靠性方面達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)。我們了解客戶的需求,能夠提供專業(yè)的指導(dǎo),幫助選購(gòu)適合應(yīng)用場(chǎng)景的電感。無(wú)論是小信號(hào)電感、屏蔽功率電感還是大電流電感,我們都具備充足的庫(kù)存、豐富的經(jīng)驗(yàn)和誠(chéng)摯的服務(wù),為您找到理想的電感解決方案。作為電感領(lǐng)域的專業(yè)人士,我們矢志成為您值得信賴的合作伙伴。

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什么是電感的嘯叫

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材料選擇和設(shè)計(jì)改進(jìn)

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預(yù)防電感嘯叫的策略

電感選擇的重要性

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維護(hù)和檢測(cè)的建議

總結(jié)

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前言

法拉第的發(fā)現(xiàn)

電感單位的產(chǎn)生

電感在電路中的應(yīng)用

電感的現(xiàn)代應(yīng)用

總結(jié)

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