电感元件在交流电路中具有通高频阻低频的特性_电感器电路设计：通直流阻交流；通低频隔高频

直流，耐交流；打开低频，关闭高频。掌握了这12字箴言，你就基本明白了电感的作用。

电感器一般由骨架、绕组(绕线)、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯等组成。磁芯和绕组是电感的灵魂。

从物理角度来说，磁芯内部有很多磁畴，可以理解为非常小的磁铁，每个小磁畴都会产生一定的磁场。当磁芯没有被磁化时(即没有电流通过时)，由于内部磁畴的排列方向是无序的，内部磁畴产生的磁场相互抵消，所以整个磁芯没有被外部磁化，如下图所示：

当我们给绕在磁芯上的线圈施加电流时，线圈会产生一定的磁场强度H(也叫磁化场)，这个磁场强度与电流成正比，如下图所示：

注意：在电路中，恒流源而不是电压源被施加到线圈上。

该磁化场H将对磁芯中的每个磁畴施加磁转矩，使得这些磁畴将在宏观上沿磁场的方向排列，从而磁芯作为一个整体将对外部呈现磁性，如下图所示：

在这个过程中，可以认为磁畴在磁化场的作用下做了功，即把磁场能量转化为磁力矩并储存起来，表现形式为磁场强度b。

在外部磁化场被取消的瞬间，磁芯本身对外部有磁场，但很快磁畴会由于自身的方向恢复而释放磁矩。在这个过程中，磁芯的外磁场会由大变小。如果磁芯周围有线圈，由于磁通量的变化会在线圈中产生感应电动势(线圈切割磁力线)。如果线圈有闭合回路，就会产生回路电流，如下图所示：

此时磁芯内部的磁畴如下图所示：

因此，存在如下所述的能量转换：

正是有了这样的能量转换，电感在电路中的作用才能得到充分发挥：

储能：线圈中流动的电流产生磁场，磁场又产生电流。这样，线圈就可以把电能储存成磁能。这是通过线圈的电感实现的。

整理信号：去除干扰信号，只让需要的信号通过。根据信号频率的不同，线圈起着不同的作用。

电感储能功能主要应用在DC-DC电源中，其原理是利用流经电感的电流不能突变的特性。以常见的BOOST升压电路为例。

升压电路主要由电感、开关器件和整流器件组成。当开关器件S接通时，电源将产生通过电感器的电流。此时电感上的电流会逐渐增大，因为电感电流不可能突然变化。当开关器件关断时，由于电感的电流不能突变，电流通过右边的整流器件寻找回路，方向是从电源开始，经过电感和整流器件，给输出电容充电。输出电压可视为电源和电感上电压的叠加。

另外，常见的buck电路与boost-buck电路原理相同，只是电感、开关器件和整流器件在电路中的位置不同。

从电抗器的角度，讨论了电感对信号的分选作用。电感的阻抗与通过频率成正比。频率越高，阻抗越高。

如果在DC供电电路中串联电感，由于主要元件是DC，电感对DC几乎没有障碍，DC可以轻松通过，但电源的纹波不能正常通过。此时电感可以起到电源滤波的作用。

在另一种情况下，电感器可以用作电抗器的限流元件，例如交流电动机和电抗器

因为电抗器频率越高，阻抗越高。它还可以很容易地做成滤波电路，与电阻组合构成RL滤波器，或与电容组合构成LC滤波器。当信号回路中串联电感，信号回路中并联电阻或电容时，就是低通滤波器，低频信号容易通过，高频信号不容易通过。当信号回路中并联电感，信号回路中串联电阻或电容时，就是高通滤波器，高频信号容易通过，低频信号不容易通过。

需要注意的是，如果使用LC滤波器，由于LC电路中存在一个谐振频率，无论高通还是低通滤波器，LC滤波器都会让这个谐振频率的信号畅通无阻地通过，甚至放大这个信号，我们在设计电路时要尽量避开这个谐振频率点。

不管是电感积累能量的作用，还是整理信号的作用，要想掌握好，最终还是要回归电路设计。

hfy

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