選擇射頻電感器的關鍵參數
發布時間:2014-08-06 責任編輯:willwoyo
【導讀】射頻電感器的選擇涉及到這樣一些關鍵參數:安裝方式(表貼式或直插式)、電感值、電流額定值、直流電阻 (DCR)、自諧頻率 (SRF)、品(pin)質(zhi)因(yin)數(shu)和(he)溫(wen)度(du)額(e)定(ding)值(zhi)。在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong),電(dian)感(gan)器(qi)通(tong)常(chang)追(zhui)求(qiu)小(xiao)尺(chi)寸(cun),但(dan)給(gei)定(ding)應(ying)用(yong)中(zhong)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)尺(chi)寸(cun)常(chang)常(chang)受(shou)到(dao)物(wu)理(li)定(ding)律(lv)的(de)限(xian)製(zhi)。電(dian)感(gan)值(zhi)和(he)電(dian)流(liu)額(e)定(ding)值(zhi)是(shi)其(qi)尺(chi)寸(cun)的(de)主(zhu)要(yao)決(jue)定(ding)因(yin)素(su),之(zhi)後(hou)可(ke)再(zai)對(dui)其(qi)他(ta)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)。
決定電感值的因素
若將電感器用作一個簡單的單元件(第一級)高頻扼流圈,則應根據需要扼製的峰值噪聲頻率進行選擇。在電感器的自諧頻率 (SRF) 下,串聯阻抗將達到最大值。因此,要選擇一個簡單的射頻扼流圈就應尋找一個SRF接近所需扼流頻率的電感器。
對於高階濾波器,每個元件的電感值必須根據濾波器的截止頻率(低通和高通濾波器)或帶寬(通濾波器)計算。進行這些計算時通常會用到商用電路模擬軟件,如SPICE、AWR的Microwave Office和 Agilent的Genesys或ADS。
對於調諧電路或阻抗匹配,嚴格的電感公差是必需的。如表1所示,與層疊式或厚膜型電感器相比,繞線式電感器通常能夠達到更嚴格的公差。

電流要求決定直流電阻
電流額定值和DCR密切相關。在多數情況下,如果所有其他參數保持均等,則需要選取較大尺寸的產品來降低DCR。
能讓電感器工作的自諧頻率
SRF的計算公式為:

在扼流圈的應用中,SRF能夠最有效地阻斷信號的頻率。在低於SRF的頻率下,阻抗隨頻率增大而增大。在SRF下,阻抗達到最大值。在高於SRF的頻率下,阻抗隨頻率減小而減小。
對於高階濾波器或阻抗匹配應用,在接近要求的頻率時,擁有一條較為平緩的電感曲線(恒定電感與頻率的曲線)更為重要。這就要求選擇一個SRF遠遠高於設計 頻率的電感器。根據以往經驗,可選擇一個SRF比工作頻率高10倍(10×)的電感器。一般而言,電感值的選擇通常決定了SRF,反之亦然。由於繞線電容增加,電感值越高,SRF就會越低。[page]
電感和阻抗與頻率的關係
如圖1所示,電感和阻抗在接近電感器的自諧頻率(SRF)時急劇上升。對於扼流圈的應用,需選擇一個 SRF等於或接近衰減頻率的電感器。對於其他應用,SRF應至少比工作頻率高10倍。
Q值何時比較重要?
高Q值產生窄帶寬,這一點對於將電感器用於LC(振蕩)回路或窄帶通的應用來說非常重要。請參考圖 2。高Q值還會產生低插入損耗,從而使功率損耗降到最低。
電感器Q值的計算公式為:

所有與頻率相關的實和虛的損耗都包含在Q的計算中,包括電感、電容、導體的集膚效應和磁性材料的鐵芯損耗。如表1所示,與相同尺寸和電感值的層疊式電感器相比,繞線式電感器的Q值要高得多。

圖1:一個100nH繞線式電感器的電感值和阻抗

圖2: 高Q產生窄帶寬和
如何選擇溫度額定值
功gong率lv損sun耗hao隨sui電dian流liu和he直zhi流liu電dian阻zu的de增zeng大da而er增zeng大da,導dao致zhi元yuan件jian溫wen度du升sheng高gao。電dian感gan器qi通tong常chang額e定ding於yu某mou個ge特te定ding的de環huan境jing溫wen度du和he因yin電dian流liu通tong過guo電dian感gan器qi所suo產chan生sheng的de高gao於yu環huan境jing溫wen度du的de溫wen升sheng。例li如ru,一yi 個元件額定於125℃的環境溫度和因滿載額定電流(Irms或Idc)所產生的15℃的溫升,它的最大溫度約為140℃。您隻需確認您的應用環境溫度和電 流損耗不超出電感器的額定值即可。
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