發布日期：2022-10-09 點擊率：75
【導讀】在應用中，電感器通常追求小尺寸，但給定應用中電感器的尺寸常常受到物理定律的限制。電感值和電流額定值是其尺寸的主要決定因素，之后可再對其他參數進行優化。如何理解射頻電感器的關鍵參數并合理進行選型，是本文的主要內容。
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)、品質因數和溫度額定值。
電感值的決定因素
若將電感器用作一個簡單的單元件(第一級)高頻扼流圈，則應根據需要扼制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。
對于高階濾波器，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。
對于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。
表1，繞線式和層疊式電感電感值比較
電流決定直流電阻
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。在低于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。在高于SRF的頻率下，阻抗隨頻率減小而減小。
對于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遠遠高于設計 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。由于繞線電容增加，電感值越高，SRF就會越低。
[page]電感、阻抗與頻率的關系
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。對于扼流圈的應用，需選擇一個 SRF等于或接近衰減頻率的電感器。對于其他應用，SRF應至少比工作頻率高10倍。
圖1：100nH繞線式電感器的電感值和阻抗
解讀Q值
高Q值產生窄帶寬，這一點對于將電感器用于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2： 高Q產生窄帶寬和
溫度額定值的選擇
功率損耗隨電流和直流電阻的增大而增大，導致元件溫度升高。電感器通常額定于某個特定的環境溫度和因電流通過電感器所產生的高于環境溫度的溫升。例如，一 個元件額定于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℃。您只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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