电感的品质因数Q

电子电容全能解 2024-08-07 14:28:57

电感的品质因素(Quality Factor,简称Q值)是衡量电感器性能的重要指标之一。它通常定义为电感的感抗与其等效串联电阻之比。Q值越高,表示电感的性能越好,电感的寄生参数也越小。

电感Q值的计算:

其中:

XL 为电感的感抗,R 是电感的直流电阻(DCR)。

为什么说Q值是衡量电感器性能的重要指标呢?

我们先看下电感的理想模型,和实际的模型:

可以看出,实际模型中,多了寄生电容和等效的串联电阻,那么理想的电感阻抗为:

实际模型中的电感阻抗为:

阻抗是受频率影响的,通过计算不同频率下对应的阻抗,我们可以借助计算机辅助计算软件,绘制出阻抗频率曲线,这里采用的是Excel 的计算和绘图,如下,其中Zreal_1 的DCR 要 小于 Zreal_2 的DCR, 也就是Zreal_1 对应的电感Q 值更高, 受DCR 影响更小。

由于Q 值的计算受感抗影响,也就是受频率影响,实际中,常用谐振频率点处的感抗来计算Q 值,谐振频率为:

那么对应的Q值为:

以下是一个电感规格书上的电气参数和阻抗频率曲线,其中标明了电感量以及DC 串联电阻, 谐振频率,从阻抗特性曲线上,也可以间接的反推出寄生电容的估值。

在RLC 串联电路中,我们看下输出阻抗与电路的总阻抗随频率的变化:

RLC 串联电路如下图所示:

那么电路的输出电阻 与总的阻抗比值如下:

当在谐振频率点时,XL = Xc, 比值为1, 电阻的总阻抗为R, 绘制增益特性曲线如下图, 其中Q1 > Q2。

在谐振频率的左侧,电路整体为容性,在谐振频率的右侧,电路整体为感性,在谐振频率点处,电路为纯阻性。

当对比两个电感时,如果电感相同的情况下,我们特别需要去关注品质因素,从品质因素可以看出电感的制造对整体性能的影响,也可以从中看出电感的优劣。

0 阅读:0

电子电容全能解

简介:感谢大家的关注