铁芯电感器的符号、作用和特点

几乎在每个电力电子电路中，电感器都用于电能的转换。因为它们都是有源能量存储设备，用于在电路内的不同操作模式之间提供存储能量。此外，电感器还可以用作滤波器，特别是对于开关电流波形，可以在缓冲开关内提供瞬态电流限制。

电感器根据具体材料和构造方法分为不同类型，每种电感器都有一些相应的优点。在本文中，小编将继续介绍其中一种类型的电感器——铁芯电感器的租用和特点。

基本概念

在线圈内部使用铁芯来增加电感器的电感固定值，这种电感器称为铁芯电感器。铁芯电感器具有非常低的电感值，并且该电感器的铁芯具有非常独特的磁特性，可以增强磁场。铁芯电感符号如下图所示：

结构特点

铁芯电感器是用导电材料线圈状的绝缘铜线绕在铁芯上设计的。与具有相同匝数的空芯电感器相比，这种导电材料通过使电感器更好地存储磁能来帮助放大电感器的磁场。

在传统设计中，铁芯将围绕一个几何形状布线，该几何形状包围一个螺旋构造的线圈。电线通常包含镍铁合金、镁和镉等材料。这些电线的尺寸范围为0.014至 0.56毫米，当然，具体取决于应用的电流水平和电感元件所覆盖的频率范围。绕组间的匝数决定了在组件绕组上施加电压时导线系统内产生的电感应。 

一般情况下，磁芯电感器的传统设计采用铁芯和铁氧体材料，并用磁路包裹以提供所需的电感。其中，典型的铁芯设计由一个几何形状组成，其中两个或多个平行的圆柱形隔板很可能缠绕在心轴上，然后涂上环氧树脂以在圆柱形空间内部周围形成必要的磁屏障。这种纵向绕组通常连接起来形成一个与铁芯材料pi的长度相对应的闭环。

工作原理

铁芯电感器的工作原理基于磁感应强度与通过电路的磁通量变化率成正比的特性。因此，当交流电通过铁基单匝线圈时，线圈中的磁场试图推过轴，从而导致在金属内形成涡流。  这些电流产生一个作用于初级的磁场，导致相反的磁极性，从而抵消电线泄漏的电压。线圈中的匝数越多，其电阻越大，这种抵消效果就越强。这就是为什么可以将大量电力馈入铁芯导体而不会造成任何损坏的原因。

此外，当铁芯在线圈内外移动时，可以改变电感量。与空芯电感器相比，这些电感器在存储磁能方面具有优势，因为铁材料有助于放大电感器的磁场。

铁芯电感器与空芯电感器

铁芯电感器和空芯电感器之间的区别包括以下几点内容，这里简单对比以下。

计算公式

在电感器中，如果使用的中心杆像铁或铁氧体一样具有磁性，则会增加电感器的电感。同样，如果使用的杆是非磁性的，如铜或任何其他材料，则会降低电感器的电感。电感计算公式为：L=µ0µrN^2A/l。

其中：‘N’ 圈数、‘l’ 长度、‘µ0’ 是自由空间的磁导率、‘µr’ 是相对磁导率、“A”是线圈的面积。铁的“µr”大于1 (>1)。铜的“µr”小于1 (<1)。

影响因素

电感器根据其形状、磁芯材料或用途具有不同的特性和功能。因此，应该了解这些功能和特性，以便为特定应用选择正确的电感器。而在选择铁芯电感器时需要考虑的因素很多，如电感器的性能、电路的要求、射频考虑因素、电感器的尺寸和屏蔽、公差百分比等。因此，应考虑影响电感的这些因素。

另外，在任何类型的电感器中，都有一些因素会影响线圈电感，主要表现在：

• 线圈内匝数；如果线圈内的匝数更多，则电感的大小将更高。
• 线圈长度；当线圈长度更长时，电感的大小将更小。
• 芯材；磁芯材料的导磁率越大，则电感越大。

优缺点

铁芯电感的优点包括以下几点内容：

• 损耗较小。
• 尺寸和结构很简单。
• 具有高Q因数。
• 具有较大的电感值。

铁芯电感器的缺点包括以下几点内容：

• 在这些电感器中，损耗在高频时会增加。
• 具有复杂的隔离。
• 这些电感器具有更多的涡流和谐波电流额定值。

主要应用

铁芯电感器的应用包括以下。

• 这些电感器用于滤波电路以稳定纹波电压。
• 它在AF应用和工业电源中非常有用。
• 这些可用作荧光灯管内的AF扼流圈。
• 这些用于逆变器系统。
• 这些用于快速运输和电源调节。

总结

通常情况下，许多电感器包括一个磁芯，该磁芯由布置在线圈中的铁或铁氧体制成。电感器中铁芯的作用是增加磁场，从而增加电感。由于其铁芯，这些电感器的电感值非常高。因此，尽管它们在高频容量内受到限制，但它们可以处理最大功率。