甚高頻貼片電感的阻抗頻率特性及電感阻抗計算

一、什么是貼片電感阻抗

阻抗從字面上看就與電阻不一樣，其中只有一個阻字是相同的，而另一個抗字呢?簡單地說，阻抗就是電阻加電抗，所以才叫阻抗;周延一點地說，阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和。在直流電的世界中，物體對電流阻礙的作用叫做電阻。但是在交流電的領域中則除了電阻會阻礙電流以外，電容及電感也會阻礙電流的流動，這種作用就稱之為電抗，意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗，簡稱容抗及感抗。它們的計量單位與電阻一樣是歐姆，而其值的大小則和交流電的頻率有關系，頻率愈高則容抗愈小感抗愈大，頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。

此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題，具有向量上的關系式，因此才會說電感的阻抗值是指其在電流下所有的阻抗的總和(復數) ,包含了交流及直流的部份,直流部份的阻抗值僅僅是繞線的直流電阻(實部),交流部份的阻抗值則包括電感的電抗(虛部).從這個意義上講, 也可以把電感器看成是"交流電阻器”
 

二、電感阻抗與頻率之間的關系變化曲線圖

在較低頻的時候電感線圈的阻抗是與頻率成正比的。由以上三個封裝幾個不同感量值在不同測試頻率下的變化曲線可以得知，電感趕快隨著頻率的增加，且在達到一定頻率時增加的特別劇烈。但是等頻率繼續提高到一定頻率值時，電感的阻抗卻又呈雪崩式下降。但是在高頻的時候由于電感分布電容的存在，所以當頻率較高時就會使得整個電感線圈的阻抗迅速變小。也就是說電感線圈的阻抗是先隨著頻率的增加而增加，當到SRF（自諧振頻率）點的時候阻抗達到最大值，然后阻抗就迅速減小到0,如果頻率再高的話電感線圈就會出容性。
 

三、電感阻抗計算公式

1、加載其電感量按下式計算:線圈公式

阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作頻率) * 電感量(mH)，設定需用 360ohm 阻抗，因此：
電感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作頻率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH
據此可以算出繞線圈數：
圈數 = [電感量* { ( 18*圈直徑(吋)) + ( 40 * 圈長(吋))}] ÷ 圈直徑 (吋)
圈數 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈
空心電感計算公式
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空心電感計算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)
                            D------線圈直徑
                            N------線圈匝數
                            d-----線徑
                            H----線圈高度
                            W----線圈寬度
         
                           單位分別為毫米和mH。

 
2、針對環行CORE，有以下公式可利用: (IRON)
L=N2．AL L= 電感值（H)
H-DC=0.4πNI / l N= 線圈匝數(圈)
AL= 感應系數
H-DC=直流磁化力 I= 通過電流(A)
l= 磁路長度（cm)
l及AL值大小，可參照Micrometal對照表。例如: 以T50-52材，線圈5圈半，其L值為T50-52(表示OD為0.5英吋)，經查表其AL值約為33nH
L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH
當流過10A電流時，其L值變化可由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、空心線圈電感量計算公式:

l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)
線圈電感量 l單位: 微亨
線圈直徑 D單位: cm
線圈匝數 N單位: 匝
線圈長度 L單位: cm
頻率電感電容計算公式:
l=25330.3/[(f0*f0)*c]
工作頻率: f0 單位:MHZ 本題f0=125KHZ=0.125
諧振電容: c 單位:PF 本題建義c=500...1000pf 可自行先決定,或由Q
值決定
諧振電感: l 單位: 微亨
線圈電感的計算公式

4、介紹一個經驗公式

L=(k*μ0*μs*N2*S)/l
其中
μ0 為真空磁導率=4π*10(-7)。（10的負七次方）
μs 為線圈內部磁芯的相對磁導率，空心線圈時μs=1
N2 為線圈圈數的平方
S 線圈的截面積，單位為平方米
l 線圈的長度， 單位為米
k 系數，取決于線圈的半徑（R)與長度(l)的比值。
計算出的電感量的單位為亨利。
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 

熱銷型號

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  5.6nh電感VHF160808H5N6ST