大多數(shù)工程師都熟悉電感器，因為它們是許多頻率選擇電路中的關(guān)鍵元件。盡管您可能不太熟悉電感器的一種應(yīng)用，但它是射頻扼流圈。
電感是電導(dǎo)體的特性，它阻止流過它的電流發(fā)生變化。它被定義為感應(yīng)電壓與產(chǎn)生感應(yīng)電壓的電流變化率之比，以亨利 (H) 為單位。RF 電感器的電感額定值通常在大約 0.5 納亨 (nH) 或更低到數(shù)百 nH 的范圍內(nèi)。正如下面關(guān)于 RF 電感器結(jié)構(gòu)選擇的部分所述，電感取決于結(jié)構(gòu)、磁芯尺寸、磁芯材料和線圈匝數(shù)。電感器可提供固定或可變電感值。
直流電流額定值(DCR) 與直流電阻有關(guān)，以安培為單位。DCR 決定了電感器可以處理而不會過熱或飽和的電流量。在考慮電感器的熱性能時，這是一個重要的規(guī)格。功率損耗隨著電流和直流電阻的增加而增加，從而導(dǎo)致電感溫度升高。電感器的額定值通常適用于特定的環(huán)境溫度，以及由于通過電感器的電流而導(dǎo)致的高于環(huán)境溫度的溫度。例如，額定環(huán)境溫度為 125°C 且由于全額定電流(Irms 或 Idc)而升高 15°C 的部件將具有大約 140°C 的最高部件溫度。
飽和電流是直流電流，它會導(dǎo)致電感下降指定值。電感下降是因為磁芯只能包含一定量的磁通密度。飽和電流與電感器的磁特性有關(guān)。DCR 與物理特性有關(guān)，它描述了電感器中可以通過的最大直流電流。
自諧振頻率(SRF) 定義為器件停止作為電感器工作的頻率。電感器在端子電極或繞線導(dǎo)體的匝之間具有低分布電容，并且器件的電感與 SRF 處的分布電容諧振。在 SRF 處，電感器充當(dāng)具有阻抗的電阻器。在較高頻率下，分布電容占主導(dǎo)地位。
RF 扼流圈是一個電感器，但頻率選擇性只是通過 DC 并阻止其他一切。
在此應(yīng)用中，電感器的常用品質(zhì)因數(shù)可能無法充分捕捉電感器的實際所需性能。
在許多應(yīng)用中，電感器用于傳遞或阻止信號。當(dāng)用作射頻扼流圈時，電感器應(yīng)該只通過直流電，其他一切都被阻擋。不幸的是，阻斷非常低的頻率需要非常大的電感器。我們?nèi)绾芜x擇理想的組件?
在設(shè)計濾波器時，電感器的 Q 或品質(zhì)因數(shù)非常重要，目標(biāo)是高 Q 元件。選擇射頻扼流圈時，高 Q 電感器并不總是最佳選擇。高 Q 意味著低損耗，但對于射頻扼流圈而言，更高的損耗意味著更好的隔離。這意味著對于給定的電感，較低的 Q 扼流圈比高 Q 扼流圈具有更多的寄生電阻。另一個考慮因素是 Q 與頻率有關(guān)，通常情況下如此。
選擇射頻扼流圈時，通常需要高電感值。例如，在LMH6521 數(shù)據(jù)表中，我們推薦電感至少為 1uH 的電感器。這允許低頻信號以最小的衰減通過。在LMH6515 數(shù)據(jù)表中, 顯示了不同電感值對頻率響應(yīng)的影響。高值電感器通常具有相當(dāng)高水平的寄生電容，因此自諧振頻率較低。在這一點上，仔細(xì)閱讀數(shù)據(jù)表很重要。理論上，當(dāng)在自諧振頻率以上使用時，電感器就像電容器一樣。這可能是高 Q 電感器的情況，但許多射頻扼流圈都有細(xì)線，可以將給定的電感封裝到一個小空間中(參見下面的最佳模型)。由于集膚效應(yīng)的影響，這些射頻扼流圈通常沒有足夠的電容來抵消導(dǎo)線的高頻電阻。這意味著它們可能對比數(shù)據(jù)表指示的更寬的頻率范圍有用，
要逐步選擇 RF 扼流圈，請使用以下步驟：
1. 確保直流電流能力與所需的偏置電流相匹配。
2. 選擇足夠高的電感值。(Z = 2 * pi * f * L) 選擇比負(fù)載電阻大得多的阻抗 (Z)。
3. 確定允許的最大直流電阻，以使電感器上的電壓降與放大器級的電壓擺幅相比要小。1 到 10 歐姆之間的電阻通常是可以的。
4. 選擇小包裝尺寸。
5. 尋找低 Q 電感器(高 L 和小物理尺寸通常意味著低 Q)。
6. 確保核心材料在感興趣的頻率范圍內(nèi)可用。
下載文檔
