当前位置:首页 > 电源 > 电源电路
[导读]什么是电感Q值?它如何确定?本篇文章主要给大家分析一下电感的重要参数Q值,分别从定义、Q值高低功用、Q值的换算以及影响Q值的因素等四个方面进行详细的分析。

什么是电感Q值?它如何确定?本篇文章主要给大家分析一下电感的重要参数Q值,分别从定义、Q值高低功用、Q值的换算以及影响Q值的因素等四个方面进行详细的分析。

什么是电感的重要参数的Q值?

1、什么是电感Q值

电感Q值:也叫电感的品质因素,是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

根据使用场合的不同,对品质因数Q的要求也不同。对调谐回路中的电感线圈,Q值要求较高,因为Q值越高,回路的损耗就越小,回路的效率就越高;对鹅合线圈来说,Q值可以低一些;而对于低频或高频扼流圈,则可以不做要求。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、铁心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,最高也只有四五百。

2、电感Q值的高低的功用

Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡。

Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现。这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失。所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。

3、电感Q值的换算

品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量。通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q,表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽。

Q=wL/R=1/wRC

其中:

Q是品质因素

w是电路谐振时的电源频率

L是电感

R是串的电阻

C是电容

Q值是品质因素,它是有用功与总功之比。

4、影响电感Q值的因素

电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大。降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯。

Q值一般统称品质因数,它是衡量一个元件或谐振回路性能的一个无量纲单位。简单地说是理想元件与元件中存在的损耗的比值。这个元件可以是电感、电容、介质谐振器、声表面波谐振器、晶体谐振器或LC谐振器。Q值的大小取决于实际应用,并不是越大越好。例如,如果设计一个宽带滤波器,过高的Q值如果不采取其他措施,将使带内平坦度变坏。在电源退耦电路中采用LC退耦应用时高Q值的电感和电容极容易产生自谐振状态,这样反倒不利于消除电源中的干扰噪声。反过来,对于振荡器我们希望有较高的Q值,Q值越高对振荡器的频率稳定度和相位噪声越有利。对不同的应用对Q值有不同的要求。

元件的品质因数,即Q值的大小取决于元件的制作工艺、制作材料以及应用环境。例如,同样一个电感,如果其他参数不变,仅改变绕制电感导线的粗细,则导线粗的电感Q值要比导线细的电感Q值高。如果再在导线上镀银,则镀银导线所绕制的电感要比不镀银导线绕制的电感Q值高。至于介质谐振器其Q值更是取决于构成介质谐振器材料和制作工艺。

Q值的大小还与工作频率有关。一般的电感随着频率的变高其Q值也会增高。但它有一个极限,当超过这个极限频率点后电感的Q值要陡然下降,这个电感就失去了电感的作用。在这点上介质谐振器、声表面波谐振器和晶体谐振器更为明显。当工作频率偏离他们的谐振频率后,其Q值将急剧下降,同时他们也将不能工作。

品质因数描述了回路的储能与它一周耗能之比。

因为同频带与品质因数之积为回路的谐振频率。所以,在保证谐振点的情况下品质因数与通频带的宽窄是一对矛盾。所以不能说品质因数越高越好,还要看对频带的要求的Q值越大,谐振的通频带就越窄,也就是包含的频率范围更窄,如果需要宽一点的通频带,Q值越小越好。

在选频电路(选用某一频率)、阻波电路(阻止某一频率)、吸收电路(衰减某一频率)、陷波电路(去掉某一频率)中都是利用或者去掉某一个频率f,此时Q值越大越好,这是利用谐振电路在谐振时的频率f,当LC并联谐振电路发生谐振时,电路阻抗最大,相当于断路,使频率为f的频率信号不能通过,达到阻止此信号的目的。当LC串联谐振电路发生谐振时,阻抗最小,相当与短路,此时频率为f的频率很容易通过,而其它的信号频率被阻止,就能达到选频的目的。

关于磁损与影响磁环电感Q值关系现在电源设计要求越来越严格,这就要我们对每个问题点必须认真分析计算,针对磁损的计算一般只是简单的根据磁芯的体积和相关的损耗曲线进行简单计算但实际工作之中出现,同一种磁芯不同的绕制方式,与相同磁芯相同的绕制方式线的松紧程度不同,却带来不同的温升差距等。以上就是电感Q值的解析,希望能给大家帮助。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: 驱动电源

在工业自动化蓬勃发展的当下,工业电机作为核心动力设备,其驱动电源的性能直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。其中,反电动势抑制与过流保护是驱动电源设计中至关重要的两个环节,集成化方案的设计成为提升电机驱动性能的关键。

关键字: 工业电机 驱动电源

LED 驱动电源作为 LED 照明系统的 “心脏”,其稳定性直接决定了整个照明设备的使用寿命。然而,在实际应用中,LED 驱动电源易损坏的问题却十分常见,不仅增加了维护成本,还影响了用户体验。要解决这一问题,需从设计、生...

关键字: 驱动电源 照明系统 散热

根据LED驱动电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。

关键字: LED 设计 驱动电源

电动汽车(EV)作为新能源汽车的重要代表,正逐渐成为全球汽车产业的重要发展方向。电动汽车的核心技术之一是电机驱动控制系统,而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为电机驱动系统中的关键元件,其性能直接影响到电动汽车的动力性能和...

关键字: 电动汽车 新能源 驱动电源

在现代城市建设中,街道及停车场照明作为基础设施的重要组成部分,其质量和效率直接关系到城市的公共安全、居民生活质量和能源利用效率。随着科技的进步,高亮度白光发光二极管(LED)因其独特的优势逐渐取代传统光源,成为大功率区域...

关键字: 发光二极管 驱动电源 LED

LED通用照明设计工程师会遇到许多挑战,如功率密度、功率因数校正(PFC)、空间受限和可靠性等。

关键字: LED 驱动电源 功率因数校正

在LED照明技术日益普及的今天,LED驱动电源的电磁干扰(EMI)问题成为了一个不可忽视的挑战。电磁干扰不仅会影响LED灯具的正常工作,还可能对周围电子设备造成不利影响,甚至引发系统故障。因此,采取有效的硬件措施来解决L...

关键字: LED照明技术 电磁干扰 驱动电源

开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多,电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的LED驱动电源

关键字: LED 驱动电源 开关电源

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

关键字: LED 隧道灯 驱动电源
关闭