电感发热首要考虑的因素是
为了降低发热,一般只考虑DCR,而不考虑电感Q值呢?
①为什么DC-DC电路设计中,为了降低发热,一般只考虑DCR,而不考虑电感Q值呢?
②功率电感的Q值曲线是怎么样的?
③电感的Q值在自谐振频率处是最大的吗?
④电感的Q值是越大越好吗?
电感的Q值定义
电感的Q值也叫作品质因数,其为无功功率除以有功功率。简单理解的话,就是在一个信号周期内,无功功率为电感存储的能量,有功功率为电感消耗的能量。
Q=无功功率/有功功率
因此,电感Q值主要衡量的是损耗情况。为什么这么说呢?
理想电感本身是不能消耗能量的,而实际的电感是有损耗的。电感在一个充放电周期内,储存并释放的能量为无功能量,而因为这个过程额外损耗的能量就是有功能量,损耗的能量主要作为热量耗散。而两者的比值就是电感的Q值。所以电感的Q值越高,损耗越小。
电感一般使用频率远小于其自谐振频率,因此寄生电容可以忽略,此时无功功率主要由电感产生,所以Q等于wL除以Rs。
Q=无功功率/有功功率=jwL/Rs
需要注意的是,这里的Rs并不是电感的直流导通电阻Rdc,它包含了电感的所有损耗,我们可以称之为等效串联总电阻。
Rs{线圈电阻(直流导通电阻Rdc、交流导通电阻Rac)磁滞损耗、涡流损耗}
总电阻Rs包括这几个分量:电感线圈的直流导通电阻Rdc;磁芯材料磁滞损耗和涡流损耗;趋肤效应造成的损耗(不同频率的损耗电阻Rac不同)。
实际上,Q值的提高往往受到一些因素的限制,如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁芯和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。因此,线圈的Q值不可能做得很高,通常Q值为几十至一百。
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