隨著資訊科技技術的進步,對電子產品和電子資訊科技裝置也有極大的促進,使我們生活中的居住,安防,網路,汽車,電話等等電子裝置的更新換代的頻率也越來越快。
那麼在眾多電子裝置或電子產品中射頻線圈的運用也很廣泛,比較經典的例子就是“為了跟蹤動物,在我們家養動物的面板中植入的玻璃管內部含有一個射頻電感”,通過射頻電感的射頻訊號,跟蹤動物行蹤,瞭解動物遷徙或運動範圍。
還有,現在絕大多數汽車都運用了電子鑰匙,既不用插上五金鑰匙,通過電子鑰匙的射頻訊號與汽車接收器兩個電感之間都會產生無線通訊,訊號吻合後,起到一鍵驅動,不僅方便,也對防盜起到一定作用,那麼,如何選擇合適電感呢?我相信很多人都會有這個疑問,下面我跟大家淺談一下。
因為射頻電感有著非常具體的用途,射頻電感這種元件的無所不在一樣。在諧振電路中,這些元件通常和電容結合使用,以選擇特定的頻率,例如振盪電路、壓控振盪器等。也可以用於阻抗匹配應用,以便實現資料傳輸線的阻抗平衡。這是為了確保IC間高效的資料傳輸所必需的。作為RF扼流圈使用時,電感串聯在電路中,起到RF濾波器的作用。簡單來說,RF扼流圈是個低通濾波器,它會給較高的頻率造成衰減,而較低的頻率則暢通無阻。
射頻線圈應用如此廣泛,那麼如何選擇合適的射頻線圈呢?
其實我們要選擇合適射頻線圈時,要留意幾個引數:Q值、電感值、應用環境、額定電流、直流電阻(DCR)、自諧振頻率,清楚這些引數,相信就可選擇一個合適的射頻電感。
Q值是:
Q值是最重要的衡量指標。Q值是一種衡量電感效能的指標,它是一個無量綱的引數,用於比較振盪頻率和能量損耗速率。Q值越高,電感的效能就越接近於理想的無損電感。也就是說,它在諧振電路中的選擇性更好。低Q值會造成頻寬較寬,而且在振盪頻率處及其附近的諧振幅度較低。
電感值:
電感的能量度是它的電感值。電感值取決於幾個因素,其中包括結構、鐵芯尺寸、鐵芯材料以及實際的線圈匝數。電感既有電感值固定的,也有電感值可調的。
應用條件:
根據應用場合的不同,每種特性都可能是需要重點考慮的因素並決定其他特性。例如,如果元件將用在輪胎壓力監測系統中,那麼電感在很寬的溫度範圍內的穩定性是很重要的,而這種要求將會確定磁芯的選擇。”
額定電流:
在選擇電感時,工作電流應該低於說明書中的額定電流。如果工作電流超過額定電流,就可能會損壞產品。
直流電阻(DCR):
直流電阻(DCR)與額定電流有很大的關聯。以線圈電阻為基準,直流電阻等於電感的損耗。如果繞線的直徑增加,那麼直流電阻會減小,而額定電流會增加。較大的繞線直徑降低了損耗並改善了電流處理能力。
直流電阻會限制在不過熱或不發生飽和(感應係數急劇降低)的情況下器件可以傳輸的直流電流。”
自諧振頻率(SRF):
電感中的每一匝繞線都可以看成一塊電容器極板,匝與匝之間以及線圈與鐵芯之間電容的總體效果可以用與電感並聯的單個電容來表示,稱為分佈電容(Cd)。這種並聯結構的諧振頻率就稱為自諧振頻率(SRF)。
電感的阻抗看起來就像純電阻。如果頻率超過自諧振頻率,這種並聯結構的容抗將成為主要因素。”
選擇合適的射頻線圈除了瞭解上面的電性引數外,對於如何選擇合適射頻電感,還需要了解各種射頻電感的結構特性,和磁芯的選擇。
疊層片式電感:
疊層片式電感是使用陶瓷材料結構通過整合工藝製成的。陶瓷材料結構可以在高頻處提供很好的效能,而疊層片式工藝以提供各種各樣的電感值。
疊層片式器件的電感值範圍要比薄膜或空芯線圈類的電感廣,但是比不上線繞式元件的電感取值範圍或額定電流。疊層片式技術因其很好的電特性,特別是其低廉的成本,而越來越流行。
薄膜電感:
薄膜電感是使用光刻工藝生產的,這種工藝可以在陶瓷基底上生產出非常精確的線圈模式,從而滿足苛刻的電感公差。陶瓷基板使得這些電感成為RF應用的理想元件。但是,薄膜電感能傳輸的電流較小,而且電感值範圍有限。
線繞式電感:
線繞式電感通常用於低頻應用之中。線繞式電感是將銅線繞在陶瓷(氧化鋁)磁芯上製成的。
因其結構和材料的原因,線繞式電感可以提供很好的電特性。水平繞線結構使得公差很小而雜散電容很小,而銅線使得直流電阻很小,從而增加了品質因子效能以及額定電流。
錐形電感:
錐形電感是面向寬頻和高頻應用的,它的結構 可以展寬線圈的頻寬。錐形電感的實際尺寸較小,通常是用細線繞成的,因此雜散電容較小。
在超寬頻Bias-T器件中,錐形電感同時提供了直流偏置提取或注入路徑,它可以將電源與有源器件隔離。
磁芯的選擇
高頻器件通常使用空心或惰性(也就是陶瓷)磁芯。它們提供了比磁性鐵芯更好的熱效能,但是其電感取值有限。
中頻器件通常採用鐵芯。鐵芯不會飽和,但是無法提供鐵氧體磁芯那樣的大電感值。低頻器件通常使用鐵氧體磁芯。應該儘可能地避免使用鐵氧體磁芯,因為它們會在較小的Idc值處飽和,而且會受溫度的影響(△L/△T)。
現在有高新技術研發能力的廠家已經開始開發和使用更新的鐵氧體,如無定形和納米晶體材料。
通過上面的專業引數,相信大家對如何選擇合適射頻線圈的方法已經心中有底,選擇合適的射頻線圈保證產品品質至關重要。
原作者: 福鷹