对于村田电感
，尤其是村田磁性材料

，无从下手，确实
，很多人学电源，首先碰到的就是电感问题，相比电容都有很多的标准件

，而稍大一点的电感，都需要自己做，尤其是变压器。而大学时期
，电感方面的知识书本也只是讲了个皮毛，根本没法用，下面整理一下电感，变压器的难点所在。

电感的储能公式 W = 1/2*L*I^2
。

这个公式
，本质上讲跟电容的储能公式形式等价：W = 1/2*C*U^2。

再自己想想，大家会发现跟高中时期学的力学物体运动的动能公式形式也一样：E = 1/2*M*V^2
。

既然有动能，那么就有势能
，弹簧的势能
，E = 1/2*K*X^2。

以上四个公式中，前两者电容电感是电磁能的公式，后两者是物质机械能的公式
。

大家都知道机械能中
，动能跟势能相互转换就是振动，动能跟势能同时转换就是机械波，比如水波、振动波
、声音等等。波是能量传递的一种基本方式
，可惜的是波的学习在大学物理中，很多二三线高校就没有深入的开展
，所以导致很多人不了解波。

跟物质机械能类似，电能的容器是电容，磁能的容器是电感(准确的名字应该是磁容)
，电能与磁能的相互转换是LC振荡，电能与磁能同时转换就是电磁波。

此外，大家要注意到，所有这些公式前面都有一个1/2，这个是很有意思的
，比如，在恒定电压下
，给电容充电，电容只能获得1/2供电端的能量
，还有一半损失在电阻上了
，这个规律在机械上也如此，典型的案例就是汽车起步时很耗油
，匀速后油耗z低

。起步时汽车速度为0，燃烧的气体对活塞做功
，这些功几乎都转化为热能浪费了。所以要想降低损耗
，需要降低档位，缓慢起步
，让活塞运动速度与汽车速度的落差减少(这个中间有减速器和离合器
，起步主要靠离合器实现速度落差阻尼匹配，类似RC充电电路的电阻
，阻尼电压差)。

电容常见的指标有容量
、耐压两个
，其次是损耗，频率特性，损耗跟频率特性，跟介质材料有极大关系
。

那么电感同样也有类似的指标
，电感量
，耐流，其次是损耗，频率特性
，同理也跟磁性材料有极大关系。

电感，之前讲了
，应该属于磁容
，容纳磁的东西
，相比电容容纳电场，电感就是容纳磁场，根据安培环路定律，电流就是磁，因为有电流就会产生磁场，所以跟电容对应，电感存储的是磁
，也就是电流。

电容的电荷量公式 Q = C*U

，同理电感的磁通量公式 Φ = L*I。(在多匝线圈中，要除以匝数，Φ = L * I / N)

电容的电荷量不能无限制的增加，若太多，电压升高，会导致介质击穿 E = U / d

电感的磁通量同样不能无限制的增加，若太多
，磁压升高

，会导致磁性材料的磁饱和，这是电感学习的难点，很多电感，都是围绕着电感量和磁饱和展开的，而电感量和磁饱和
，是一对矛盾体，接下来核心讲这一对矛盾体。

尊龙凯时人生就是搏以磁环电感为例来讲，

电感量的公式：L = kN^2，k为系数，N为匝数
，电感量跟线圈的匝数的平方成正比，注意
，是平方成正比
。

磁通量的公式：Φ = L*I/N = k*N*I。磁通量为电流与匝数成正比。

电感量跟匝数平方成正比
，而磁通量跟匝数成正比，确定形状后
，不同的磁性材料

，z大磁通量有一个极限，为了统一到材料上去，不考虑形状，一般用磁通量密度，也就是磁感应强度表示
：B = Φ / S，也就是单位面积的磁通量。所以不同的材料，z大磁感应强度是不同的，比如铁氧体材料锰锌
、镍锌z大磁饱和是0.5T，也就是5000高斯，一般取值小于0.3T，铁粉芯的磁饱和为1T
。

尊龙凯时人生就是搏自己制作的电感
，需要满足两个条件，1
、电感量大小


，2、磁感应强度不能达到饱和、3、体积、发热量
。电感所有的问题基于这个展开。

设计电感，尊龙凯时人生就是搏总是想用z小的磁环、z短的铜线达到目的
，并且还没有发热量。若想实现这个，那么磁性的材料损耗必须要低，此外铜线短一些
，铜的发热量也少，尤其在高频下，铜线因为趋肤效应发热量提高。

基于上述条件，一般采用高磁导率低损耗的锰锌或者镍锌材料
，锰锌常见的是PC40材料
，磁导率为2500
，镍锌适合更高的频率，但磁导率低一些，往往是800。高的磁导率
，很容易得到高的电感，所以很适合做高频变压器
。现在开关电源基本上工作在100KHz上，都是用锰锌来做变压器的。

然而
，在一些场合
，比如变压器整流后输出，需要电感滤波，这个时候同时存在交流和直流电
，很高的磁导率，很容易让直流导致磁饱和，类似一个喇叭，没声音的时候，应该在音圈振动的中心原点
，而因为有直流存在，偏离中心点了

，这样交流波动的范围就大大缩小

。所以这个时候需要调整策略，首先要选择磁饱和大的磁芯
，比如上面讲到，铁粉芯磁饱和可以达到1T，高于锰锌一倍
，其次，铁粉芯磁导率较低，一般为60甚至更低，磁导率低了
，绕的圈数就要多一些才能达到想要的电感量，或许大家会问，电感量低了，圈数绕多了
，同样也要导致磁饱和啊
，不知道大家注意到上面讲的一点没有，电感量跟圈数的平方成正比
，而磁感应强度跟圈数成正比，也就是说，随着圈数的提高，电感量很快达到尊龙凯时人生就是搏想要的值，而磁感应强度却没有达到饱和。利用电感量跟圈数的平方关系，而磁感应强度与圈数线性关系，实现了很好的平衡电感量与磁饱和

，这一点非常关键。

像现在的大功率电源前段都有PFC，也就是功率因数校准，都需要升压用的电感，这个电感流过的电都是交直流复合的，所以一般用铁粉芯材料
，现在比较好的一种铁粉芯名叫铁硅铝，磁导率125附近，发热量较低。

可以这么讲，目前市面上大部分开关电源
，变压器一般用高磁导率的铁氧体材料锰锌，而升压、降压滤波，带直流分量的都是用低磁导率的铁粉芯材料。