一、电感器的工作原理

电感是一种能将电能通过磁通量的形式储存起来的被动电子元件。通常为导线卷绕的样子，当有电流通过时，会从电流流过方向的右边产生磁场。

当交流电通过电感时，电流产生的磁场将其他的绕线切隔，因而产生反向电压，从而阻碍电流变化。反之当电流减少时，则向电流增加的方向产生。

若电流的方向逆转，反向电压也同样会产生。在电流被反向电压阻碍之前，电流的流向会发生逆转，因而电流就无法流过。所以说电感器是可以让直流电通过，而通不过交流电的元器件。

二、电感器的分类

电感器有很多种，市场上也出现了各种电感产品，如高频电路用电感器、电源电感器、以及一般电路用电感器等。今天笔者着重为大家讲解电源电感器，即功率电感器。

三、功率电感器

1功率电感器的作用

功率电感器一般用于电源处，能承受较大电流。电源电路中的电感器的主要用途有“变换电压用”以及“扼流用”，并被用于各种电子设备中。

2功率电感器的应用

功率电感器广泛应用于通讯、医疗保健、工业、家电以及汽车电子等领域，特别是汽车电子中的汽车信息娱乐设备，动力传输/安全设备等。近几年来，新能源汽车不断得到发展，包括混合动力汽车(HEV)、增程式混合动力汽车(PHEV)、纯电动汽车(EV)以及燃料电池车(FCV)等，在这些新能源汽车中，需要使用到不同电压等级的电源系统。

DC/DC变换器成为新能源汽车设计开发不可或缺的关键部件，而功率电感是DC/DC变换器不可或缺的器件，可以提供大电流，高电感，其通过积累并释放能量来保持连续的电流。

3不同功率电感器的比较

以村田公司生产的功率电感器为例，从产品工艺上可分为绕线电感和叠层电感，从材料上可分为金属合金粉(一体成型)电感和铁氧体电感。与铁氧体电感相比，金属合金电感有以下特点：

1)具有很高的磁饱和特性

当电流急剧增加时，金属合金电感的感值衰减比较缓慢，避免了铁氧体电感的感值快速衰减造成的短路及误操作的风险。

同时，针对温度的变化，金属合金粉材质的电感衰减比铁氧体要缓慢很多。

2)更小的外形尺寸

同等特性时(感值、饱和电流等)，金属合金功率电感比铁氧体功率电感的外形尺寸小50%左右，可以实现小型化和薄型化。

3)可有效抑制人耳能听到的啸叫噪声

当大电流通过线圈时，对于铁氧体构造的电感来说，磁场集中在磁性材料的粘合部位，从而会产生磁伸缩现象，磁性线会发生微小振动，产生keen sounders (响声)的现象，从而引起啸叫。

对于金属合金构造的电感来说，因为形成线圈的磁性材料是微粒的，所以磁场较分散;一体成型构造也能够控制线材的振动，从而很难产生啸叫问题。

4)EMC性能好，可有效抑制磁泄露

5)耐冲击，可靠性好

金属合金电感是一体成型的结构具有很高的机械强度，特别适合移动设备和汽车电子的应用。金属合金电感适用于汽车的严苛温度刻环境的要求。

四、DC/DC变换器

电动汽车中的电动机的转速范围很宽，行驶过程中频繁加速、减速，而且在电动汽车运行过程中蓄电池电压的变化范围也是很大的，在这样的条件下如果用蓄电池组直接驱动电动机运转，会造成电动机驱动性能的恶化，使用DC/DC变换器可以将蓄电池组的电压在一定的负载范围内稳定在一个相对较高的电压值，从而可明显提高电动机的驱动性能。

另一方面，DC/DC变换器可以将电动机制动刹车时由机械能转化而来的电能回馈给蓄电池组，其效率高达85%~95%，远大于发电机的正常效率。以可控的方式给蓄电池组充电，尤其是在电动汽车需要频繁启动和制动的城市工况运行条件下，可以有效地回收制动能量，增加电动汽车的行驶里程。因此，电动汽车采用DC/DC变换器可以优化电动机控制、提高电动汽车的整体效率和性能。下图为电动汽车的系统架构图。

作为电动汽车的供电设备，DC/DC变换器也给车载电子设备供电。根据纯电动汽车车载电子设备不同属性，可把用电设备分为长期用电设备、连续用电设备、短时间间歇用电设备和EV附加用电设备等四种类型，如下图所示。同时，DC/DC变换器的体积和种类都很小且输出稳定。