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电感的阻抗-频率曲线以顺络的电感为例，用MATLAB绘制阻抗曲线
电感的Q值考虑几个问题Q值的定义功率电感的选型为什么不考虑Q值？功率电感Q值曲线什么时候考虑电感的Q值？
电感的阻抗-频率曲线
这个曲线对于我们分析理解问题有很大帮助 可以看出： 在频率比较低的时候，实际电感的阻抗与理想电感的基本一样，可以看作是理想的电感在谐振频率SRF处，阻抗达到最大，然后随频率的增加不断下降在SRF左侧，电感占主导地位，电感主要成感性。而在SRF右侧，电容占主导地位，主要成容性。 以顺络的电感为例，用MATLAB绘制阻抗曲线源代码如下： %顺络SWPA6040S1R0MT 1uH电感 C1=0.0000000000027; %2.7pF L1=0.000001; %1uH R1=0.01; %0.01Ω %SWPA6040S100MT 10uH 电感 C2=0.00000000001; %10pF L2=0.00001; %10uH R2=0.062; %0.062Ω %SWPA6040S471MT 470uH 电感 C3=0.0000000000134; %13.4pF L3=0.00047; %470uH R3=2.5; %2.5Ω f=[10000:1000:1000000000]; w=(f.*pi*2); Z0=w.*L1; Z1=(((w.*L1).^2+R1^2)./((1-w.^2*L1*C1).^2+(w.*R1*C1).^2)).^0.5; Z2=(((w.*L2).^2+R2^2)./((1-w.^2*L2*C2).^2+(w.*R2*C2).^2)).^0.5; Z3=(((w.*L3).^2+R3^2)./((1-w.^2*L3*C3).^2+(w.*R3*C3).^2)).^0.5; loglog(f,Z0,f,Z1,f,Z2,f,Z3); legend('理想1uH','顺络1uH','顺络10uH','顺络470uH'); grid on; xlabel('频率-Hz'), ylabel('|Z|:阻抗Ω'); title '电感阻抗-频率曲线';我们已经有了电感的阻抗公式： 上图的横坐标是从10K开始的，那么从零开始曲线也和理想电感重合吗？ 答案是否定的。 因为在频率比较低时，电感的感抗和容抗都很小，尽管电感的导线电阻已经很小了，但是因为频率实在太低了，感抗和容抗比导线电阻还小，所以这时阻抗主要由导线电阻决定。而导线电阻随频率是基本不变的，所以前面是平的。 电感的Q值电感的Q值也是电感的基本参数之一。。不过在DCDC电路设计中，我们很少去考虑它，厂家一般也不会标注。那么电感的Q值到底是什么意思呢？我们什么时候需要考虑呢？ 考虑几个问题1. 为什么DCDC电路电感选型不考虑Q值？ 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？ Q值的定义电感的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，两者比值即为品质因数Q。
因为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。（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）
从前面Q值的定义可以看出，Q值越小损耗越高，而DCDC电感选型，我们从来没有要考虑过Q值，而仅仅考虑DCR，这是为什么呢？ BUCK电路设计中，一般交流电流Iac的峰峰值为电感平均电流的30%左右，因此我们可以得到直流电能量占总传递能量的85%，而交流能量占15%。尽管一般我们并不会知道电感的Q值是多少，但是电感在开关频率处的Q值总不会小于10，而即使我们让Q等于10来计算，交流电流的损耗也不过1.5%左右，正因如此，在DCDC电路中，一般不用去考虑电感的Q值，因为它的影响比较小。 与此同时，直流电传递了整个系统85%的能量，而其损耗主要由直流导通电阻DCR决定，所以我们在选用电感的时候，主要去看DCR参数，为了减小发热，一般选用DCR较小 功率电感Q值曲线
什么时候考虑电感的Q值？
Q值的大小取决于实际应用，并不是越大越好 1、LC滤波器，电感Q值不能太大（过高的Q值会使带内平坦度变坏，在电源去耦电路中，采用LC滤波时，如果采用高Q值的电感和电容，那么对谐振频率附近的噪声还有所放大） 2、谐振电路，射频电路要求电感Q值大（Q值越高，越接近于理想的无损电感） 村田电感参数查询网址： https://ds.murata.co.jp/simsurfing/powerinductor.html?lcid=zh-cn 本文为学习课程“硬件工程师练成之路”的笔记 |
上一讲我们得到了高频电感模型，然后我们可以到电感的阻抗公式，我们就能画出阻抗频率曲线了，横轴为频率，纵轴为阻抗的模。蓝色的曲线为理想电感，理想电感的阻抗Z=jwL，阻抗和频率成正比，所以看起来是一条直线。而黄色曲线是电感的实际曲线，最高点对应频率为谐振频率SRF。
只要有了电感的感值，等效串联电阻ESR，寄生电容C，那么我们就可以画出来了。一般厂家给出的规格书都会给出电感的感值和等效串联电阻ESR，没有给出寄生电容C。那么怎么办呢？ 我们可以根据厂家给出的自谐振频率反算出寄生电容C 
以下表电感为例 
绘制得到下图 
从上面我们可以看出，在频率比较低的时候，实际电感的阻抗是比较平的，而理想电感是线性的，这是为什么呢？
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。电感Q值主要衡量的是损耗情况，因为理想电感本身是不消耗能量的，而实际的电感是有损耗的，那么在一个周期内，实际电感完成一次存储能量并释放能量，这个能量就是无功能量。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。
总电阻Rs包含这几个分量：
在BUCK电路中，负载所获得的能量都要经过电感，而输出电压基本恒定，比如12V转5V的电路，输出就是5V，根据公式P=UI，U恒定，所以功率主要电流成正比，那么功率曲线与电流曲线形状一样。 
电感电流可以看成是直流上叠加交流，所以从电感输送到负载的功率可以看作是两部分，一部分是直流电，一部分是交流电。能量等于时间乘以功率，所以一个时间周期传输的能量大小分别对应图中的面积大小。
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