一、电感基本概念及其分类
1、电感基本概念
电感是阻碍电流变化的被动元件，通过磁场存储能量。单位有亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（μH）。主要用在滤波、储能、EMI抑制电路中。
电感的决定式：(N=匝数，μ=磁导率，A=截面积，l=长度)
电感的分类
按结构分类：空心电感（无磁芯，高频应用）。
铁氧体/磁芯电感（提高电感量，用于电源电路）。
可调电感（通过调节磁芯改变电感值）
按用途电感可以分为以下三类：功率电感、射频电感、共模电感。我们主要从用途分类对电感进行深入讨论。
特性
功率电感
射频电感
共模电感
主要用途
电源转换（DC-DC、AC-DC）、储能
高频信号处理（RF电路、谐振）
抑制共模噪声（EMI滤波）
工作频率
低频（kHz~MHz）
高频（MHz~GHz）
中高频（kHz~MHz）
电感值范围
较大（1μH~100mH）
较小（1nH~100μH）
中等（1mH~100mH）
电流能力
高（需耐受大电流，防饱和）
低（信号级电流）
中等（需匹配噪声电流）
核心材料
铁氧体、合金粉芯（高饱和磁通）
陶瓷、空心（低损耗）
铁氧体（高阻抗特性）
结构特点
多匝粗线、磁芯加固
精细绕组、小型化
双线并绕（抑制共模，差模通过）
关键参数
饱和电流、 直流电阻（DCR）
自谐振频率（SRF）、Q值
共模阻抗、差模电感量
典型应用
Buck/Boost电路、逆变器
天线匹配、 射频滤波器
USB/HDMI接口滤波、开关电源输入滤波
失效风险
磁饱和导致过热
高频损耗（Q值下降）
共模噪声抑制不足（EMI超标）
选型要点
优先考虑饱和电流和温升
优先考虑SRF和Q值
优先考虑共模阻抗和频率范围
二、电感特性及其参数
2.1、电感的特性
理想电感的阻抗，理想电感对直流呈现很小的电阻（近似于短路），对交流呈现的阻抗与信号频率成正比，交流信号频率越高，电感呈现的阻抗越大；电感的电感量越大，对交流信号的阻抗越大。电感对交流信号的阻抗称为电感的感抗，感抗 =2πfL（f=信号的频率）。但是随着信号频率的增加阻碍作用也不会变得越来越强，因为实际电感并不是理想的，也存在串联电阻和并联电容，实际电感的等效模型如下图：
实际电感的阻抗由此可得电感的“频率-Z”曲线如下图：
注：所示曲线为村田LQW18CNR47J00 型号电感：感值470nH；额定电流500mA；DCR= 0.45Ω；封装0603。
我们将“频率-Z”曲线中阻抗最大点称为电感的自谐振频率点()，此时电感表现为纯阻性；
当工作频率 < SRF：电感表现为感性（阻抗 Z ∝ f）；
当工作频率 > SRF：电感表现为容性（阻抗 Z ∝ 1/f）。
当工作频率超过SRF时，电感失去储能和滤波能力，可能引发电路振荡、噪声增加或效率下降。一般电感都要工作在远小于SRF的范围内。
2.2、电感的互感与自感
自感现象
当变化的电流通过电感回路时，会在电感周围建立变化的磁场，变化的磁场感应出反向电动势来抵抗自身电流的改变。这种现象自感现象。
感应电动势(其中L为电感量，di/dt为电流变化率)
感应电动势方向总是与电流变化方向相反，当电流减小时感应电动势为正，阻碍电流减小；当电流增大时感应电动势为负，阻碍电流增大；
互感现象
如果有两只线圈互相靠近，当第一线圈中电流发生变化时，在第二只线圈中产生感应电动势。 这种现象叫做互感现象。互感定量描述了这种磁耦合的强度，单位是亨利（H）
当线圈1的电流发生变化时，线圈2的感应电动势
(其中M是互感系数，取决于两个线圈的几何结构、匝数、相对位置及磁介质)
变压器通过初级和次级线圈的互感，实现电压升降，V1/V2=N1/N2(其中 N1,N2为线圈匝数)
互感是变压器、无线充电等设备的基础，它实现了电能→磁能→电能的转换。
2.3电感的参数
2.3.1电感量（L）：
电感是用来衡量在恒定电流下，产生磁场的能力。根据电路需求（如滤波、储能）选择。
2.3.2额定电流：
电感器在特定温升下可长期工作的最大电流。由线圈和磁芯的耐热性决定，超过会导致过热损坏。在选型时确保电路最大工作电流 ≤ 额定电流，并留20%~30%余量。
2.3.3饱和电流：
带磁芯的电感磁芯磁化饱和后，继续增大电流将会导致电感量骤降，失去储能能力。当电感量下降至标称值特定值(一般为30%)时的电流称为饱和电流。致得注意的是不带磁芯的空心电感不存在饱和电流，其磁场随电流增大而增大，电感量不变。在选用带磁芯电感时要保证电路工作的最大电流小于饱和电流，特别是开关电路优先保证饱和电流有足够的裕量，防止饱和导致电源纹波增大。
2.3.4直流电阻（DCR）：
电感线圈的直流损耗电阻。主要是由绕制线圈的导线材料所导致的，一般都是mΩ级别的。DCR会影响BUCK电路的效率，并且大的DCR在大电流场景下会引起严重的热损。
DCR的热损功率
在数据手册给热阻的情况下可以计算出电感的温升(ΔT=)，在没有给热阻的情况下，可以根据温升电流反推热阻去计算电感的工作温度。
在选型时没有特殊说明的情况下，我们希望DCR越小越好，但是也要权衡电感的体积和成本。
2.3.5自谐振频率（SRF）：
是寄生电容（C）与电感（L）谐振的频率。他也是电感呈感性和容性的分界点。再选型时要保证工作频率 ≪ (一般至少保证5倍)，特别是在高频运用时，避免电感在工作过程中产生自激。
电路类型
SRF要求
射频电路
SRF≥3f
避免电感呈容性
开关电源
SRF＞10×开关频率
高频噪声引发谐振
EMI滤波
SRF覆盖噪声频段
更有效的抑制噪声
2.3.6品质因数（Q值）：
储能与耗能之比，是衡量电感的“效率”参数。
Q值越高，滤波或选频效率越高，功率损耗就越底。但是Q值并不是越高越好，高Q值会导致带宽窄和瞬态相应差。一个电感的Q值并不是稳定不变的，不同频率下对应不同的Q值，并且在使用时温度过高会导致Q值下降。
电路类型
Q值要求
射频电路
Q＞50~100
以减少信号损耗，提升选频效率
开关电源
Q =10~30
Q值次要，DCR和饱和电流
EMI滤波
Q=20~50
过低滤波效果差，过高可能导致窄带抑制（需宽频特性）
谐振电路
Q＞100
高Q值降低相位噪声、提升频率稳定性
三、电感选型指南
1. 确定应用场景
确定电感应用的需求，例如是：电源转换、EMI滤波、射频、储能等，在明确的需求下才能选出更合适的电感。
2、根据不同需求确定核心参数
以下是不同运用场景下的参数优先级：
核心参数
次要参数
电源转换
电感值>饱和电流>温升电流>DCR
SRF
EMI滤波
阻抗特性>频率响应 >DCR
额定电流 、封装(是否带屏蔽)
射频
Q值>SRF>电感值
温度稳定性 、封装尺寸
储能
饱和电流>电感值>DCR
封装散热 、频率特性
3、计算电感值和精度
根据电路需求计算电感值和选择和是精度的电感，以BUCK开关电感为例，根据开关频率、电源纹波等参数计算出电感值。
4、确定电流需求
根据电路电流需求，选择有裕量的额定电流和饱和电流的电感，确保电感不饱和且温升可控。
5、选择电感类型
根据以上参数初步选择一种或多种较为合适的电感，例如绕线、多层、薄膜、磁环等类型电感
6、 评估直流电阻（DCR）
根据初步选择的电感，查阅其DCR参数，计算损耗和温升，看是否满足要求。
7、检查自谐振频率SRF
根据电感应用场景自检电路工作频率和电感的自谐振频率是否满足要求(例如EMI滤波中SRF覆盖噪声频段)。
8、品质因数Q
高频的应用要验证电感Q值是否符合要求(例如射频电路要求电感Q>50)。
9、成本综合对比
最终根据对比选择性价比高、供货稳定的型号。