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电感自谐振时

2021-04-28    阅读量:30317    新闻来源:互联网     |  投稿

由于所谓的自谐振频率,因此电感器的行为仅类似于下面的电感器。由于实际电感器的等效电路不是严格电感性的,因此出现了自谐振频率。有一些寄生因素在起作用中国机械网okmao.com

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电感等效电路要了解原因,请查看电感的等效电路。电感器可以由导线线圈组成,也可以是所谓的多层器件,也可以由导电膜制成。所有这些都具有相似的等效电路。为简单起见,请考虑使用线圈制成的电感器。他们的导线引入了串联电感和与理想电感并联的电容。绕线电感器还在线圈中使用相对大量的导线,导线本身具有与理想电感串联建模的寄生电阻。最后,在寄生电阻和理想电感的串联组合中并联有一个寄生电容。产生此电容的主要原因是,线圈的各个匝彼此非常接近。


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典型的多层电感器的组成。

事实证明,您通常可以忽略很多寄生因素。引线电感通常比理想电感小得多。并且引线电容通常比导线匝的寄生电容小得多。通常,只有在涉及大量电流的情况下,寄生电阻才会在低频或直流下发挥作用。


在许多情况下,唯一感兴趣的寄生元件是线圈本身之间的电容。但是最终,线圈的寄生电容会产生影响。随着频率的升高,寄生电容的阻抗会下降,直到其大小等于理想电感的大小为止。发生这种情况的点称为自谐振频率。在这里,等效电路的阻抗是最大的。


线圈阻抗

Coilcraft Inc.的100 nH器件的阻抗和电感图。

一个特定的100 nH线圈的示例揭示了通常发生的情况。在自谐振频率处有一个巨大的阻抗峰值。在自谐振频率以上,寄生电容开始主导等效电路的性能。在此工作范围内,阻抗会随着频率的上升而下降。那就是电感器停止像电感器一样变得更像电容器的行为的地方。


指定了用作RF扼流圈或块的电感器,以便它们以自谐振频率工作。电感器在该频率下像振荡电路一样工作,并阻止该点处的频率通过。在电路被设计为阻塞一个频带而不是仅阻塞电感器自谐振频率的情况下,涉及多个电感器。在这里,电感元件的计算通常使用商业电路仿真程序进行,例如Spice或Keysight Technologies的Genesys RF软件。


当然,当电感器以除扼流圈以外的其他方式工作时,通常希望在工作频率的预期范围内,电感的频率相对于频率保持相对平坦。因此,设计人员应指定电感器,使其自谐振频率远高于设计频率。具体来说,经验法则是选择一个电感器,使其自谐振频率比工作频率高十倍(10倍)。


导电膜电感

伊利诺伊大学的研究人员最近提出了一种由导电膜组成的电感器的新想法。蛇形金属条沉积在相反应变的氮化硅(SiNx)双层上。从下面的牺牲层释放后,金属/ SiNx层滚动到3D中空管状结构中。

最后,容差和电路中电流量的主题对于调谐电路或电感器自谐振可能很重要。线绕电感器通常比多层或厚膜型器件具有更严格的容差。


通常,线绕电感器比相同尺寸和电感值的多层电感器处理更多的电流。而且,较高的电流需要使用具有较大线径的电感器,以最大程度地减少损耗和温度升高。较大的导线会降低直流电阻,但会以较大的部件为代价,并且可能会降低自谐振频率。


为了在给定的电感值下减小直流电阻,电感器可以集成铁氧体磁芯。但是,铁氧体往往会使电感随温度变化更大。铁氧体磁芯电感器的容差比没有铁心的电感器要宽松。


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