Stroom-, stroom- en temperatuurstijging
Inductoren worden doorgaans niet op vermogen beoordeeld, maar een benadering van het vermogen om vermogen te verwerken van een aircore- of keramische kernchipinductor kan worden geschat aan de hand van de specificaties op het gegevensblad voor stroom en weerstand. Voorbeeld: 1 μH, chipinductor heeft een Irms-classificatie van 48{{ 13}} mA en een maximale DCR-waarde van 1,2 Ohm. De Irms-classificatie komt overeen met een temperatuurstijging van 15 graden boven de omgevingstemperatuur. De maximaal toegestane omgevingstemperatuur is 125 graden, dus de temperatuurstijging van 15 graden zorgt voor een maximale onderdeeltemperatuur van ~(125 + 15) {{10}} graden. Om het stroomvermogen te schatten, berekent u Irms2 × DCR . Als we aannemen dat de nominale DCR 80% is van de maximale gespecificeerde DCR, is de berekening:(0,48 A)2 × (0,8 × 1,2 Ohm)=0.221 W=221 mW. Daarom ongeveer 221 mW Door de hoeveelheid stroom stijgt de temperatuur van deze inductor ~15 graden. Bij RF-frequenties is de ESR veel hoger dan de DCR. Daarom wordt de hoeveelheid stroom die dezelfde temperatuurstijging veroorzaakt aanzienlijk verminderd. Als het RF-signaal bijvoorbeeld 100 MHz is, is de ESR van de inductor 8,14 Ohm (bijna zeven keer de DC-weerstand), dus de Irms AC-stroom die overeenkomt met hetzelfde vermogen (en dus temperatuurstijging) is slechts ~161 mA als in tegenstelling tot de 480 mA-classificatie bij gelijkstroom. Deze schatting kan onjuist zijn als er stroomafhankelijke verliezen optreden in de inductor of andere verliesmechanismen bij hogere frequentie die geen deel uitmaken van de ESR-meting bij lage stroomsterkte.
Vermogen gedissipeerd door de inductor
Het doel van de inductor in een bias-T-stuk, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, is om een DC-voorspanning aan de versterker te leveren, terwijl wordt voorkomen dat het hoogfrequente RF-signaal de DC-bron binnendringt. Idealiter wordt elk RF-signaal dat op de biaslijn wordt toegepast, door de serie-inductor uitgefilterd. Voor deze discussie gaan we uit van een verliesloze (bijvoorbeeld luchtkern of keramische kern) inductor waarvoor alleen (AC en DC) koperverliezen bestaan – geen kernverliezen.
Het totale door de inductor gedissipeerde gelijkstroomvermogen is:Pdc=Idc2 × DCRHet totale door de inductor gedissipeerde wisselstroomvermogen is:Pac=Irms2 × ESRwaarbij:Idc de gelijkstroomstroom door de inductor is.Irms is de grootte van de wisselstroom (RF-signaal) stroom door de inductor (waarschijnlijk laag als de inductor bijna ideaal is). DCR is de gelijkstroomweerstand van de inductor. ESR is de effectieve serieweerstand van de inductor bij de frequentie van het RF-signaal (uitgaande van slechts een enkele RF-frequentie). Het totale (DC en AC) vermogen dat door de inductor wordt gedissipeerd, is: Ptotal=Pdc + PacorPtotal=Idc2 × DCR + Irms2 × ESRA's geïllustreerd, in het eenvoudigste geval van een AC-signaal met enkele frequentie op de RF-lijn moeten, om het wisselstroomvermogen te bepalen dat door de inductor wordt gedissipeerd, de ESR van de inductor bij de RF-frequentie en de Irms-waarde van de RF-stroom door de inductor bekend zijn. Voor ingewikkelder meerfrequente ruissignalen die moeten worden gefilterd, is het totale wisselstroomvermogen dat door de inductor wordt gedissipeerd de som van alle Irms2 x ESR-bijdragen, waarbij de ESR voor elke bijdrage per frequentie varieert.
Breedband RF-smoorspoelen
De breedbandprestaties van breedband RF-smoorspoelen zijn het resultaat van het gebruik van kernmaterialen met hoge permeabiliteit, zoals ijzerpoeder of ferriet. Wanneer RF-signalen door de inductor gaan, dragen frequentieafhankelijke en stroomafhankelijke kernverliezen bij aan extra warmte aan het totaal dat door de inductor wordt geproduceerd. Een eenvoudige ESR-meting (doorgaans uitgevoerd bij een zeer lage stroomsterkte) zal deze verliezen niet vastleggen. Daarom is de bovenstaande schattingsmethode niet toepasbaar en voorspelt deze ten onrechte een lagere temperatuurstijging dan in werkelijkheid zal resulteren. De inductor wordt heter dan verwacht. Hetzelfde geldt voor elke inductor met een kern met een hoge permeabiliteit (ferriet, ijzerpoeder, composiet). In het geval van kernproducten met een hoge permanentie raden wij aan een meting van de temperatuurstijging van de inductor uit te voeren onder alle omstandigheden van frequentie en stroom die ertoe kunnen leiden dat uw toepassing de temperatuurstijging in het slechtste geval bepaalt.