電源的阻抗頻率特性和電感頻率特性

前面講過電源的阻抗頻率特性曲線，也提到了自諧振頻率，明確了隨頻率變化阻抗的變化趨勢(shì)。我突然有個(gè)疑問：電感的感值隨著頻率如何變化呢？于是就有了今天要討論的內(nèi)容。

兩個(gè)問題

照例，先拋出來2個(gè)問題：

問題1：電感的阻抗會(huì)隨著頻率發(fā)生變化，那電感的感值隨著頻率如何變化呢？

問題2：開關(guān)電源中電感選型時(shí)為什么自諧振頻率要大于10倍開關(guān)頻率？

注意這里說的是問題，而不會(huì)之前經(jīng)常講的面試題。因?yàn)樵诿嬖囍胁惶珪?huì)問這個(gè)點(diǎn)，但是這個(gè)問題涉及電感器件應(yīng)用的基本面，有必要單獨(dú)拎出來討論下。

阻抗頻率特性

上圖為TDK的VLS5045EX-100M的阻抗頻率特性曲線，可以看出：

①自諧振頻率f0為22MHz；

②當(dāng)頻率

③當(dāng)頻率>f0時(shí)，隨著頻率增高，阻抗Z是降低的，此時(shí)電感呈容性。

這些內(nèi)容比較基礎(chǔ)，這里只是簡(jiǎn)單回顧下，想必屏幕前的你已經(jīng)比較熟悉了。那電感的感值頻率曲線又是怎樣的呢？

電感頻率特性

上圖為TDK的10uH電感VLS5045EX-100M的電感頻率特性曲線，可以看出：

①在自諧振頻率點(diǎn)22MHz左右，電感感值達(dá)到最大值46.87uH；

②從1kHz~10MHz范圍內(nèi)，電感感值穩(wěn)定在10uH；

③頻率超過自諧振頻率后，電感感值開始快速下降。下降到什么程度，在該曲線中未體現(xiàn)出來。

那么我們?cè)倏碩DK的另外一顆2.2uH的電感MLF1005G2R2KTD25。如下圖所示，當(dāng)頻率超過自諧振頻率后，感值急劇下降，從2.2uH降到0.029uH，變?yōu)樵瓉淼?/100！

總結(jié)

說到這里，我想你應(yīng)該可以知道文章開頭兩個(gè)問題的答案。

電感的感值隨著頻率如何變化？

(前提：暫不考慮溫度和電流值的影響)

①當(dāng)頻率

②當(dāng)頻率在f0附近時(shí)，電感感值會(huì)大于額定感值；

③當(dāng)頻率>f0時(shí)，電感感值會(huì)急劇下降，甚至變?yōu)樵瓉淼?/100或者更小。

而在開關(guān)電源應(yīng)用中，一旦開關(guān)頻率fsw貼近或者超過電感自諧振頻率f0，電感感值會(huì)增大或者變得非常小，甚至?xí)嗜菪裕?a target="_blank">電路設(shè)計(jì)偏離原有設(shè)計(jì)邏輯，導(dǎo)致整體功能異常，甚至損耗周圍器件。

保證f0>10fsw，就是為了讓電感有足夠的設(shè)計(jì)裕量來保證其感值穩(wěn)定性。

來源： 本文轉(zhuǎn)載自硬件微講堂

審核編輯：湯梓紅