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電感線圈的品質因素Q
調諧環(huán)線圈的Q值要求高,由高Q值線圈和電容組成的諧振電路具有較好的諧振特性;由低Q線圈和電容組成的諧振電路的諧振特性不明顯。對于耦合線圈,要求可以更低,而對于高頻扼流圈和低頻扼流圈,則沒有要求。Q值的大小影響環(huán)路的選擇性、效率、濾波特性和頻率穩(wěn)定性。一般希望Q值較大,但增加線圈的Q值并不容易,所以應根據(jù)實際應用情況對線圈的Q值提出適當?shù)囊?。線圈的品質因數(shù)為Q=ωL/R,其中ω——為工作角頻率;L——線圈電感;R——線圈的總損耗電阻線圈的總損耗電阻由DC電阻、高頻電阻(由趨膚效應和鄰近效應引起)介電損耗等組成。為了提高線圈的品質因數(shù)q,可以使用鍍銀銅線來降低高頻電阻。用多股絕緣線代替同面的單股線,以減少集膚效應;采用低介電損耗的高頻陶瓷作為降低介電損耗的框架。雖然磁芯的使用增加了磁芯的損耗,但是它可以大大減少線圈的匝數(shù),從而減小導線的直流電阻,這有利于提高線圈的Q值。品質因數(shù)Q是表示線圈質量的物理量,Q是感抗XL與其等效電阻的比值,即q=XL/r。線圈的Q值越高,環(huán)路損耗越小。線圈的Q值與導體的DC電阻、骨架的介電損耗、屏蔽或鐵芯引起的損耗、高頻集膚效應的影響等因素有關。線圈的Q值通常是幾十到幾百。使用磁芯線圈,多個厚線圈可以提高線圈的Q值。4.分布電容線圈匝之間、線圈和屏蔽之間以及線圈和底板之間的電容稱為分布電容。分布電容的存在降低了線圈的Q值,降低了線圈的穩(wěn)定性,所以線圈的分布電容越小越好。采用分段繞組法可以減小分布電容。5.固有電容線圈繞組匝間存在分布電容,多層繞組層間也存在分布電容。這些分布電容可以等同于與線圈并聯(lián)的電容C。6.容許誤差電感的實際值與標稱值之差除以得到的百分比。
電感技術新革命!
感應器能以全新的方式重新設計嗎?是的。
根據(jù)《自然》雜志的報道,美國、日本和中國的研究人員的一項新研究提到,他們已經制造了個使用插入石墨烯的L型L-能量電感器,其工作頻率范圍為10-50千兆赫,并且使用動態(tài)電感——的機制來代替?zhèn)鹘y(tǒng)裝置的磁感應。這種新型電感器尺寸小,電感值高(約1-2納亨),目前很難獲得。它的表面積比傳統(tǒng)設備分之一,但性能相同。因此,它們可用于物聯(lián)網、傳感和能量存儲/傳輸應用的超小型無線通信系統(tǒng)。
螺旋電感及其簡化等效電路
加州大學圣巴巴拉分校的研究小組組長考斯塔巴納吉說:“感應器是在大約200年前發(fā)明的,但這是自那以后次使用一種全新的機制(動態(tài)感應器)(使用嵌入的石墨烯)來改造這種基本的無源器件?!?。“這可能會對物聯(lián)網時代的無線通信、傳感和能量存儲/傳輸應用產生重大影響。這也反映了石墨烯在電路互連中的實際應用。”
據(jù)估計,到2020年,物聯(lián)網將有500億個目標設備,到2025年,潛在影響將達到每年2.7萬億至6.2萬億美元。這場革命將需要大量由射頻集成電路驅動的小型化、的低功耗和可擴展的無線連接。據(jù)估計,到2026年,另一個重要領域,射頻識別(射頻識別)——,將增加到近190億美元,依靠電磁場自動識別和跟蹤目標標簽——。
平面芯片上的金屬電感是射頻集成電路中使用的主要器件類型,約占芯片面積的一半。它們也是射頻識別的主要部分
電感都可以應用在這些方面上
電感可用于所有這些方面。電感是指當交流電通過導線時,導線的磁通量與導線內部和周圍產生交變磁通量的電流之比。電感只是一個與線圈和介質的匝數(shù)、尺寸和形狀相關的參數(shù)。它是電感慣性的量度,與外加電流無關。從感抗x1=2πf1可知,電感L越大,頻率F越高,感抗越大。電感兩端的電壓大小與電感L成正比,也與電流變化速度△i/△t成正比。這種關系也可以用以下公式表示:U=L*(△i/△t)電感也是一種儲能元件,它以磁的形式儲存電能,儲存電能的大小可以用以下公式表示:WL=1/2L 2。線圈的電感越大,電流越大,儲存的電能就越多。據(jù)伊泰電子廠介紹,電感可用于射頻和無線通信、信息技術設備、雷達探測器、汽車電子、尋呼機、音響設備等。其主要優(yōu)點是高Q值和低阻抗,可為自動裝配提供編織包裝。接下來,我們將主要了解在使用貼片電感時應該注意的一些問題??偟拇缶V是3點,如下:1 .應注意濕度和干燥度、環(huán)境溫度、高頻或低頻環(huán)境,以及電感是電感還是阻抗特性。2.使用磁環(huán)時,通過比較上面的磁環(huán)部分,找出相應的L值和相應材料的適用范圍。3.電感器的頻率特性當頻率較低時,電感器通常呈現(xiàn)電感特性,其僅存儲能量并過濾高頻。但在高頻時,其阻抗特性明顯。存在諸如能量消耗、發(fā)熱和知覺效應降低等現(xiàn)象。不同電感器的高頻特性不同。為了提高電感的品質因數(shù)Q,可以用鍍銀銅線來降低高頻電阻。具有相同面的單股被多股絕緣線代替。減少皮膚效應;采用低介電損耗的高頻陶瓷作為降低介電損耗的框架。雖然磁芯的使用增加了磁芯的損耗,但是它可以大大減少線圈的匝數(shù),從而減小導線的直流電阻,這有利于提高線圈的Q值。對于耦合線圈,要求可以更低,而對于高頻扼流圈和低頻扼流圈,則沒有要求。Q值的大小影響環(huán)路的選擇性、效率、濾波特性和頻率穩(wěn)定性。
我國電感器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀研究
電感行業(yè)有三個障礙:大規(guī)模生產、客戶認證和技術。大規(guī)模生產在電感工業(yè)中起著重要作用。一方面,大規(guī)模的生產能力可以使感應器制造商同時接受更多的企業(yè)訂單,搶占更多的市場份額;另一方面,擴大生產規(guī)模有利于電感器制造商形成規(guī)模優(yōu)勢,降低生產成本,從而有更大的降價空間,增強其在激烈的市場競爭中的生存能力。然而,為了實現(xiàn)大規(guī)模生產,需要大量的資金投入、團隊建設和生產系統(tǒng)管理。因此,新企業(yè)很難實現(xiàn)大規(guī)模生產??蛻粽J證壁壘是阻礙新企業(yè)發(fā)展的另一個重要因素。與其他行業(yè)不同,感應器行業(yè)的上游磁性材料行業(yè)具有個性化和非標準定制的特點。行業(yè)內企業(yè)將根據(jù)不同感應器制造商的要求進行批量生產。因此,為了節(jié)省人工成本、時間成本和保證產品質量,上游材料供應商不會輕易終止與合作感應器制造商的合同,這將為新企業(yè)制造障礙。電感器行業(yè)是一個技術密集型行業(yè),技術壁壘高。感應器制造商的技術水平直接決定了他們在行業(yè)中的競爭力。近年來,電感器下游應用領域的發(fā)展也迫使電感器制造商不斷提高制造水平,向芯片化、小型化和高可靠性發(fā)展。然而,技術進步依賴于長期積累,這將在行業(yè)內形成技術壁壘,阻礙企業(yè)進入。經過幾十年的發(fā)展,中國電感產業(yè)已經成熟。然而,隨著人口紅利的消失,中國從制造大國向制造強國的轉型迫在眉睫。只有不斷克服核心技術問題,提高自身實力,中國本土感應器企業(yè)才能形成自己的競爭優(yōu)勢,在經濟全球化時代擁有更大的話語權。