电感的介绍、常见作用及常见电感类型

　　电感器，通常简称为电感，其本质是一个线圈。它存在空心线圈和实心线圈两种类型，实心线圈的芯由铁芯或其他材料制成。电感的单位是 “H”，简称为 “亨”，此外还有更小的单位，如 mH（毫亨）、uH（微亨），它们之间的换算关系为 1H = 1000mH = 1000000uH。
　　从原理上来说，当导线内通过交流电流时，会在导线的外部和四周产生交变磁通，电感就是导线的磁通量与产生此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时，其四周仅呈现固定的磁力线，不随时间变化；而当在线圈中通过交流电流时，其四周会呈现出随时间变化的磁力线。
　　常见作用
　　阻交通直：对于直流电，电感相当于短路；而对于交流电，电感会对其产生阻碍作用，并且交流电的频率越高，电感对它的阻碍作用就越大。
　　变压器：变压器是我们为熟悉的电感应用之一。以一个简单的变压器为例，若左侧线圈匝数为 100，右侧匝数为 50，当左侧接入 220V 交流电时，右侧感应出来的电压为 110V，这遵循 “匝数比 = 电压比” 的规律；而电流则相反，若左侧流进 1A 电流，右侧会流出 2A 电流，即 “匝数比 = 电流的反比”。这是因为电感只会对电压和电流进行变换，而不会改变功率，若电压和电流都成正比显然是不合理的。
　　RL 低通滤波器：低通滤波器的特点是低频信号可以通过，而高频信号不能通过。其电路原理图如下。当输入信号为直流电时，电感相当于一根导线，处于短路状态，信号会经过电感直接输出，而不经过电阻。当逐渐升高电流的频率时，由于电感对交流电有阻碍作用，通过电感的信号会逐渐变小，直到达到某一个频率，高于这个频率之后的电流就无法通过，此时就形成了低通滤波器，这个频率被称为截止频率，其计算公式为 f = R/(2πL)。
　　RL 高通滤波器：高通滤波器的原理与低通滤波器类似，只是电阻和电感的位置发生了变化。当输入直流电时，电流会经过电感流回。当逐渐升高频率时，由于电感对交流电的阻碍作用，当频率达到截止频率时，高频信号将不经过电感，而是直接输出我们需要的高频信号。截止频率的计算同样为 f = R/(2πL)。
　　常见电感
　　工字型电感：它是挠线式贴片电感的改良产品。挡板有效地加强了储能能力，能够改变 EMI（电磁干扰）的方向和大小，同时还可以降低 RDC（直流电阻）。它可以说是讯号通讯电感和 POWER 电感的一种折衷选择。贴片式的工字型电感主要用于几百 kHz 至一两 MHz 的较小型电源切换，例如数字相机的 LED 升压、ADSL 等较低频部分的讯号处理或 POWER 用途，其 Q 值为 20、30，适合进行讯号处理；RDC 比挠线式贴片电感低，用于 POWER 也非常合适。不过，工字型电感的缺点是开磁路，存在 EMI 问题，并且噪音问题比挠线式贴片电感大。总体而言，工字型电感并非化的结构，仍有很大的改良空间。
　　色环电感：色环电感是对简单的棒形电感进行加工而成的，主要用于讯号处理。它与棒形电感的特性差别不大，只是增加了一些固定物，并加上颜色以便于分辨感值。由于其单价较为便宜，在一些不太注重体积且仍可使用插件的电子产品中，色环电感的应用仍然较为广泛。但由于它是插件式且较为传统，被时代淘汰只是时间问题。
　　空芯电感：空心电感主要用于讯号处理，如共振、接收、发射等。空气可应用于甚高频的产品，因此在一些对变异要求不太高的产品中仍有使用。然而，空气并非固定线圈的材料，随着产品要求越来越严格，其发展空间有限。
　　环形线圈电感：环形线圈电感在电感理论中是一种非常理想的形状，闭磁路很少产生 EMI 问题。它能够充分利用磁路，易于计算，几乎具备理论上的所有优点。但它的缺点是绕线困难，制程大多需要人工处理。虽然目前在人力成本较低的情况下可以进行生产，但从长远来看，随着人力成本的上升，使用机器绕线的竞争力仍有待机械和电子控制工程师来提升。环形线圈电感主要用于高频、高感的通讯产品，但由于主要采用人工绕线，在讯号处理方面的应用相对较少。铁粉芯环形线圈电感是 power 电感常用的一种，IDC（直流电流）可以达到 20 多安培。不过，环形线圈电感并非优势的形状，因为用户通常更喜欢方形，所以存在一定的妥协。
　　贴片迭层高频电感：贴片迭层高频电感与空心电感的特性完全相同，但它更容易固定，可以实现小型化。其材质通常为石头（如硅、三氧化二铝等），目的是使其特性完全像空心线圈，并且由于能够固定，变异很小。随着通讯产品频率的不断提高，对感值的需求越来越小，贴片迭层高频电感的使用量必然会越来越多。不过，它的 Q 值不够高，且材质对温度的变化较为敏感，这是其目前存在的主要问题，仍有很大的改善空间。未来，贴片迭层高频电感有望取代贴片挠线式高频电感，而贴片薄膜高频电感在 5 - 10 年后也可能取代贴片迭层高频电感。
　　磁棒电感：磁棒电感是空心电感的加强版，电感值与导磁率成正比。在空心线圈中塞入磁性材料，电感值、Q 值等都会大幅增加。磁棒电感是简单、基本的电感，其应用和特性与 30 - 100 年前的电感相似。
　　SMD 贴片功率电感：SMD 贴片功率电感主要强调储能能力，并且要求 LOSS（损耗）要少。
　　穿心磁珠：穿心磁珠实际上就是阻抗器，电感作为低通组件，可让低频通过，阻挡高频。
　　贴片磁珠：贴片磁珠是穿心磁珠的下一代产品。
　　贴片高频变压器、插件高频变压器：高频变压器一般用于开关电源。