必須了解三個物理現象：

  （1）當一個導體相對磁場運動時，導體中會感生電流。從而在導體的兩端會產生感生電動勢。

  （2）當導體處在變化的磁場中，導體內部會產生感生電流。像第一種情況一樣，導體內也會產生感生電動勢。

  （3）當導體中有電流流動時，導體周圍會產生磁場。

  根據楞次定律．電路中的感生電動勢是描述電路中抵消或補償其自身的增加或減少的一個物理量。從這個原理出發，會有以下效應：

  （1）無論導體和磁場發生相對運動還是磁場變化，都會產生感生電流。感生電流的方向是其激發的磁場與原磁場的變化趨勢相反的方向。

  （2）導體中電流改變時，由此電流激發的磁場會發生變化，磁場的變化會感生新的電流以阻礙原電流的變化。

  （3）由電流變化感生的電動勢與產生電流變化的電勢的極性相反。

  電感的單位是亨E［利］（H）。如果導體中的電流以IA／s的速率變化，會感生IV的電動勢，那么此導體的電感就為1H。這個關系可以表示為:

V=L(ΔI/Δt)

  式中，V為感生的電動勢，V；L為電感，H；r為電流，A；t為時間，s；△為微小改變量。

  亨E［利］這個單位適用于在直流電源供電的連續濾波腔體中使用的電感器，但對于射頻和中頻電路來說，它的量綱太大了。在這些電路中通常使用的是輔助單位毫亨（mH）和微亨（μH）。它們之間的換算關系是：

  1H=1000mH=1000000μH

  所以，

  1mH＝10-3H， 1μH＝10-6H

  這里有一個值得注意的現象叫做自感：當電路中的電流變化時，電流激發的磁場也相應變化。磁場的變化會感生一個反向電流阻礙原電流的變化。這個感生電流也會產生一個電動勢，稱作反向電動勢。和其他形式的電感一樣，自感的單位也是亨E［利］和它的輔助單位。

  雖然電感的概念涉及一系列現象，但是單獨使用時通常是指自感。所以，本章中的討論除非特別說明（比如互感等），電感都是指自感。不過要記住：該專業術語擁有比一般理解更多的含義電感的制作原材料有磁芯、銅線、骨架等，而一款電感的制作決定性左右的是磁芯的選擇，下面我們詳細介紹一下主要幾款磁芯的特性

1.鐵粉芯

鐵粉芯主要為一種軟磁鐵粉芯，主要采用純鐵粉加入絕緣劑、粘結劑，通過擠壓成型而得，一般的初始導磁率為75以下，該產品有很高的飽和磁通密度，一般產品由于表面電阻較小，因此不太適用200KHz以上的電路，單隨之技術的進步，也不斷出現高頻材料。鐵粉芯一般用于功率型的磁環電感較常用在各種開關電源上

2.鎳鋅鐵芯

鎳鋅鐵芯主要是一種軟磁鐵氧體磁芯，鎳鋅磁芯一般的初始導磁率為5~1500，該磁芯一般用于中高頻電路上，由于具有較高的表面電阻（100MΩ以上）

鎳鋅磁芯的用途：

抗EMI鐵氧體：EMI材料依靠磁損和電損來吸收電磁能量，以吸收干擾電磁波，因此一般要求在10~100MHz條件下有較高的阻抗，一般用于磁珠；

選頻濾波電感:該類材料一般要求損耗低，溫度系數低，居里溫度高，高頻特性好等，一般用于色環電感等。

扼流電感和功率電感：該磁芯一般要求有飽和磁通量大，居里溫度高等特點，一般應用于 磁棒電感、部分工字電感軸向電感；

3.錳鋅磁芯

錳鋅磁芯同樣是一種軟磁磁芯，具有較高的初始導磁率（2000~15000），該產品表面電阻低，且初始導磁率越高表面電阻越低，故此一般使用在1MHz以下電路。

主要用途

該材的初始導磁率一般在2000~3000左右，有很高的飽和磁通密度，較低的損耗，是100KHz左右最理想的功率電感磁芯之一；一般使用于磁環共模電感等

4.鐵合金

鐵合金材料改進了鐵粉芯的缺點，強化了鐵粉芯的優點，一般應用于要求非常高的磁環功率電感中

5.非晶合金材料

具有高初始導磁率（50000~60000），高飽和，低損耗等特性，一般用于要求非常高才使用；電動機作為一種拖動機械因具有結構簡單、價格低廉、使用維護方便等優點，在國民經濟各個方面被廣泛采用。在當代，隨著電子技術的發展和智能電動機保護器技術的成熟而普及率越來越高。

  智能電動機保護器采用了微處理器技術，不僅解決了傳統的熱繼整定粗糙、不能實現斷相保護，重復性差、測量參數誤差大的缺點。保護器通過電流來判斷斷相故障，軟件模擬熱積累過程的方法來實現過載保護等方法保證了電機的可靠運行，而微

處理器強大的擴展性包括開關量輸入、繼電器輸出，4~20mA變送輸出、 RS485通訊等很好的滿足了控制系統的“四遙”功能。

  電動機保護器提高了電動機運行的可靠性和系統智能化要求，因此保護器的可靠運行起著舉足輕重的作用，同時也對保護器抗外界干擾提出了比較現實的要求。下面就從硬件和軟件兩個方面提出可靠性設計。

2  硬件可靠性設計

  2.1 微處理的選擇

  采用Freescale公司的高性能處理器MC9S08AW60。MC9S08AW60是Freescale公司一款基于S08內核的高度節能型處理器，是第一款認可用于汽車市場的微控制器。可應用在家電、汽車、工業控制等場合，具有業內最佳的EMC性能。

  2.2 電源端濾波處理

  利用電磁原理進行硬件電路濾波是提高保護器EMC的有效方法。線路如下圖，經熱敏電阻t、壓敏電阻RV1、電感L1、L2、差模電容C1、共模電感 L3、共模電容C2、C3組成的兩級濾波處理，很好的隔離了由于電源端的輸入和輸出干擾。PTC熱敏電阻器的主要用于過流過熱保護，直接串在負載電路中，在線路出現異常狀況時，能夠自動限制過電流或阻斷電流，當故障排除后又恢復原態，俗稱“萬次保險絲”。根據線路的最大工作電流來確定選擇。壓敏電阻主要用于吸收各種操作浪涌及感應雷浪涌過壓保護，以防止這類過電壓干擾或損壞各種電路元件。根據設計經受的浪涌電壓按照最大允許使用電壓和通流容量來選擇。其中，L1、L2、C1為抑制差模干擾，L3、C2、C3為抑制共模干擾。L1、L2鐵芯應選擇不易飽和的材料及M-F特性優良的材料。按照IEC-380 安全技術指標推薦，圖中元件參數的選擇范圍為：C1=0.1~2uF；C2、C3=2.2~33uF；L3為幾個或幾十毫亨，隨工作電流不同而取不同的參數值。