甚高频贴片电感的阻抗频率特性及电感阻抗计算

一、什么是贴片电感阻抗

阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是相同的，而另一个抗字呢?简单地说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗;周延一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。

此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说电感的阻抗值是指其在电流下所有的阻抗的总和(复数) ,包含了交流及直流的部份,直流部份的阻抗值仅仅是绕线的直流电阻(实部),交流部份的阻抗值则包括电感的电抗(虚部).从这个意义上讲, 也可以把电感器看成是"交流电阻器”
 

二、电感阻抗与频率之间的关系变化曲线图

在较低频的时候电感线圈的阻抗是与频率成正比的。由以上三个封装几个不同感量值在不同测试频率下的变化曲线可以得知，电感赶快随着频率的增加，且在达到一定频率时增加的特别剧烈。但是等频率继续提高到一定频率值时，电感的阻抗却又呈雪崩式下降。但是在高频的时候由于电感分布电容的存在，所以当频率较高时就会使得整个电感线圈的阻抗迅速变小。也就是说电感线圈的阻抗是先随着频率的增加而增加，当到SRF（自谐振频率）点的时候阻抗达到最大值，然后阻抗就迅速减小到0,如果频率再高的话电感线圈就会出容性。
 

三、电感阻抗计算公式

1、加载其电感量按下式计算:线圈公式

阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用 360ohm 阻抗，因此：
电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH
据此可以算出绕线圈数：
圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷ 圈直径 (吋)
圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈
空心电感计算公式
作者：佚名    转贴自：本站原创    点击数：6684    文章录入： zhaizl
空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)
                            D------线圈直径
                            N------线圈匝数
                            d-----线径
                            H----线圈高度
                            W----线圈宽度
         
                           单位分别为毫米和mH。

 
2、针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON)
L=N2．AL L= 电感值（H)
H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)
AL= 感应系数
H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A)
l= 磁路长度（cm)
l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH
L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH
当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表)
H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后）
即可了解L值下降程度(μi%)

3、空心线圈电感量计算公式:

l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)
线圈电感量 l单位: 微亨
线圈直径 D单位: cm
线圈匝数 N单位: 匝
线圈长度 L单位: cm
频率电感电容计算公式:
l=25330.3/[(f0*f0)*c]
工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125
谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q
值决定
谐振电感: l 单位: 微亨
线圈电感的计算公式

4、介绍一个经验公式

L=(k*μ0*μs*N2*S)/l
其中
μ0 为真空磁导率=4π*10(-7)。（10的负七次方）
μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1
N2 为线圈圈数的平方
S 线圈的截面积，单位为平方米
l 线圈的长度， 单位为米
k 系数，取决于线圈的半径（R)与长度(l)的比值。
计算出的电感量的单位为亨利。
k值表
2R/l                             k
0.1                            0.96
0.2                            0.92
0.3                            0.88
0.4                            0.85
0.6                           0.79
0.8                           0.74
1.0                           0.69
1.5                           0.6
2.0                           0.52
3.0                          0.43
4.0                          0.37
5.0                          0.32
10                          0.2
20                          0.12