電感Q值作用

Q值過大，引起電感燒毀，電容擊穿，電路振蕩。

Q很大時，將有VL=VC>>V的現(xiàn)象出現(xiàn)。這種現(xiàn)象在電力系統(tǒng)中，往往導(dǎo)致電感器的絕緣和電容器中的電介質(zhì)被擊穿，造成損失。所以在電力系統(tǒng)中應(yīng)該避免出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。而在一些無線電設(shè)備中，卻常利用諧振的特性,提高微弱信號的幅值。

品質(zhì)因數(shù)又可寫成Q=2pi*電路中存儲的能量/電路一個周期內(nèi)消耗的能量

通頻帶BW與諧振頻率w0和品質(zhì)因數(shù)Q的關(guān)系為：BW=wo/Q,表明，Q大則通頻帶窄，Q小則通頻帶寬。

Q=WL/R=1/gwl

其中:

Q是品質(zhì)因素

ω是電路諧振時的電源頻率

L是電感

R是串的電阻

g是電導(dǎo)

Q值是品質(zhì)因素，它是有功功率與總功功率之比

電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線圈導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān)。

也有人把電感的Q值特意降低的，目的是避免高頻諧振/增益過大。降低Q值的辦法可以是增加繞組的電阻或使用功耗比較大的磁芯.

Q值一般統(tǒng)稱品質(zhì)因數(shù)，它是衡量一個元件或諧振回路性能的一個無量綱單位。簡單地說是理想元件與元件中存在的損耗的比值。這個元件可以是電感、電容、介質(zhì)諧振器、聲表面波諧振器、晶體諧振器或LC諧振器。Q值的大小取決于實際應(yīng)用，并不是越大越好。例如，如果設(shè)計一個寬帶濾波器，過高的Q值如果不采取其他措施，將使帶內(nèi)平坦度變壞。在電源退耦電路中采用LC退耦應(yīng)用時高Q值的電感和電容極容易產(chǎn)生自諧振狀態(tài)，這樣反倒不利于消除電源中的干擾噪聲。反過來，對于振蕩器我們希望有較高的Q值，Q值越高對振蕩器的頻率穩(wěn)定度和相位噪聲越有利。對不同的應(yīng)用對Q值有不同的要求。

電感Q值元件工藝

元件的品質(zhì)因數(shù)，即Q值的大小取決于元件的制作工藝、制作材料以及應(yīng)用環(huán)境。例如，同樣一個電感，如果其他參數(shù)不變，僅改變繞制電感導(dǎo)線的粗細(xì)，則導(dǎo)線粗的電感Q值要比導(dǎo)線細(xì)的電感Q值高。如果再在導(dǎo)線上鍍銀，則鍍銀導(dǎo)線所繞制的電感要比不鍍銀導(dǎo)線繞制的電感Q值高。至于介質(zhì)諧振器其Q值更是取決于構(gòu)成介質(zhì)諧振器材料和制作工藝。

電感Q值工作頻率

Q值的大小還與工作頻率有關(guān)。一般的電感隨著頻率的變高其Q值也會增高。但它有一個極限，當(dāng)超過這個極限頻率點后電感的Q值要陡然下降，這個電感就失去了電感的作用。在這點上介質(zhì)諧振器、聲表面波諧振器和晶體諧振器更為明顯。當(dāng)工作頻率偏離他們的諧振頻率后，其Q值將急劇下降，同時他們也將不能工作。

電感Q值諧振頻率

品質(zhì)因數(shù)描述了回路的儲能與它一周耗能之比。

因為同頻帶與品質(zhì)因數(shù)之積為回路的諧振頻率。所以，在保證諧振點的情況下品質(zhì)因數(shù)與通頻帶的寬窄是一對矛盾。所以不能說品質(zhì)因數(shù)越高越好，還要看對頻帶的要求的

Q值越大，諧振的通頻帶就越窄，也就是包含的頻率范圍更窄，如果需要寬一點的通頻帶，Q值越小越好。

在選頻電路（選用某一頻率）、阻波電路（阻止某一頻率）、吸收電路（衰減某一頻率）、陷波電路（去掉某一頻率）中都是利用或者去掉某一個頻率f，此時Q值越大越好，這是利用諧振電路在諧振時的頻率f，當(dāng)LC并聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時，電路阻抗最大，相當(dāng)于斷路，使頻率為f的頻率信號不能通過，達到阻止此信號的目的。當(dāng)LC串聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時，阻抗最小，相當(dāng)與短路，此時頻率為f的頻率很容易通過，而其它的信號頻率被阻止，就能達到選頻的目的。

等效電感值ESL (Equivalent Series Inductance )就是等效電感參數(shù)。和ESR(等效電阻)是電容的兩個參數(shù)。一只電容器會因其構(gòu)造而產(chǎn)生各種阻抗、感抗，比較重要的就是ESR等效串聯(lián)電阻及ESL等效串聯(lián)電感—這就是容抗的基礎(chǔ)。早期的卷制電容經(jīng)常有很高的ESL，而且容量越大的電容，ESL一般也越大。ESL經(jīng)常會成為ESR的一部分，并且ESL也會引發(fā)一些電路故障，比如串聯(lián)諧振等。但是相對容量來說，ESL的比例太小，出現(xiàn)問題的幾率很小，再加上電容制作工藝的進步，已經(jīng)逐漸忽略ESL，而把ESR作為除容量之外的主要參考因素了。

電感作為電路中最基本的元器件之一,不僅可以和電容構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò),也應(yīng)用在無線電收發(fā)機的各個射頻模塊(濾波器,低噪聲放大器,功率放大器,混頻器,壓控振蕩器等)中,具有實現(xiàn)阻抗變換,反饋,調(diào)諧,濾波等功能。正是因為電感的作用非常大,應(yīng)用十分廣泛,所以對電感的研究必不可少 。

而隨著集成電路越來越趨于微型化,電感的參數(shù)特征使其在集成時的尺寸與品質(zhì)因數(shù)無法滿足使用要求,因而人們研究有源電感來解決無源電感尺寸與品質(zhì)因素方面的矛盾。所謂有源電感,就是利用有源器件,電阻和電容組成的有源網(wǎng)絡(luò)來模擬電感。有源網(wǎng)絡(luò)按工作原理的不同可以分為兩大類,反饋放大器類型和阻抗變換器類型。而對于有源電感的研究大部分都是基于阻抗變換器類型。

設(shè)計有源電感電路的關(guān)鍵是回轉(zhuǎn)器 。理想回轉(zhuǎn)器是一個二端口網(wǎng)絡(luò),具有倒逆特性。倒逆特性是可以把一個電容回轉(zhuǎn)成一個電感或者把一個電感回轉(zhuǎn)成電容的特性。當(dāng)輸入為一正弦電壓,負(fù)載阻抗是一個電容元件時,回轉(zhuǎn)器將電容回轉(zhuǎn)成電感,稱為等效電感。

對2種典型電感電路進行理論計算,得到電路的等效電感,通過電路的等效電感及國家標(biāo)準(zhǔn)中的參考曲線得到的最小點燃電流值,與通過試驗得到的最小點燃電流進行對比,得出用計算電路等效電感的方法來對電路進行本安評定具有可操作性,從而對電路的本質(zhì)安全性能進行無試驗評價。2100433B