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7個必備了解的電感特性的大補帖
電感也稱為線圈或扼流圈，是一種廣泛運用於存儲能量或過濾高頻功能的被動元件。當通過銅性導線的電流發生變化時，磁通量也就會同時發生改變，因為這樣產生的電動勢，進而抵抗電流的改變，這樣的屬性即為電感的原理與功能。換句話說，電感會抵抗任何通過它們的電流和磁場變化，磁通感應使它們成為儲能元件。電感通常依據尺寸大小與功用需求的不同所以有許多種形式：以漆包線繞製多圈狀，常作為電磁鐵使用和變壓器等中使用的電感稱為線圈（coil）。用以對高頻提供較大電抗，通過直流或低頻的常稱為扼流圈（choke）。配合導線穿越磁性物質，而無線圈狀，常充當高頻濾波作用的小電感，依外觀常稱為磁珠（Bead）。在選擇最適合專案的電感類型之前，重要的是要了解電路需求、電感性能和電感規格屬性。
文章目錄
電感7大重要的規格屬性
Inductance (電感值)
電感值的定義為感應磁通量與初始電流的比值，當通過閉合迴路的電流改變時，會出現電動勢來抵抗電流的改變，因此它也是感應電壓與初始電流隨時間變化的比值。電感量是電感最重要的規格，因為它直接反應電感抵抗電流變化的能力。電感越大，反向電流越大。原理上當 1(A)的電流流經電感並產生 1(Wb)時，會發生 1(H)。但總體而言，電感也同時受線圈的多種因素影響，例如磁芯、直徑和繞線圈數。電感值通常是在沒有外加直流偏置的條件下，以100 kHz或1 MHz所量得。
圖為顯示電感與頻率曲線的範例，當今天同時在100 kHz 的情況下，Arlitech的 AMPI4030ED3R3MT 的系列產品電感值約為3.5μH，而競爭對手樣品的電感值約為2.8μH。
Tolerance (容差值)
容差值是指電感受溫度等外部因素影響時的電感變化量。根據材料、結構和其他參數，公差通常在標稱電感的 20% 到 40% 之間，在正常情況下會期望容差值降到最低，因此多數時候會需要在需求性能與預算之間尋求平衡。
SRF (自諧振頻率)
電感器內部其實有一個小電容，這是除了原有的電感外，它還包括在纏繞的電線之間形成的電容（線間電容）和繞線電阻等組成部分，當容性阻抗和感性阻抗相遇時電感的感抗應等於電容的容抗，並且互相抵消。電感中的分佈電容與電感形成諧振時的頻率就是所謂的自諧振頻率，通常電感的SRF都應遠高於工作頻率。
DCR (直流電阻)
DCR 表示直流電阻。直流電阻會顯著降低電感的效率，因此直流電阻越低，電感性能越好。直流電阻與線圈的直徑和長度成正比；因此不可能為零。但是如果你可以選擇一個非常低的 DCR 電感，它的工作電流則能性能可達到更高。
Isat (飽和電流)
當我們將電感通過的電流增加到一定水平時，它的電感量會減小，這是因為穿過磁芯材料的磁通量密度已經達到極限，沒有更多的磁通量可以穿過材料。如果我們在那個時候繼續增加電流，電感量就會開始下降。飽和電流定義為電感下降到一定水平時的電流，該水平（通常在電感下降30%時的點）可以依據電感製造商的產品特性與電感類型來做區分。
圖為顯示ΔL/L與電流曲線的範例，可以看到為客戶特別改良的 AMPI4030ED3R3MT 的 ΔL/L 在 6A 時僅下降不到 15%，而其他產品則呈現即將飽和的狀態。
Irms (溫升電流)
由於電感內置寄生直流電阻，工作期間內部溫度會隨著電流的上升而上升。與Irms相類似的是Isat，兩者皆是常見的電感技術術語，時常會有工程師將其混淆，以下可簡單了解兩者本質上的差異：
- Isat指磁介質的飽和電流，是指磁介質達到Bm對應的Hm所需的 DC 電流量的大小，對於電感，即電感下降到一定比例後的電流大小。
- Irms指電感產品的應用額定電流，也稱為溫升電流，即產品應用時，電感表面溫度上升到一定程度（如20°C以上或40°C 以上）時的直流電流，該溫度水平意味著電感的工作極限，因此I rms表示電感的溫度極限。
Q Factor (Q因數/Q值)
Q 因數通常不會出現在電感的規格中，但計算 Q 因數有助於了解電感的性能。因為Q值在電感中代表電抗與電阻的比值，也就是阻抗中虛數部分與實數部分的比。而高Q因數是指接近理想的電感低損耗，所以同理可知Q值愈高愈好；表示其電抗遠大於交流電阻。舉例來說Q值最好達到40以上，表示此電感的品質佳。然而，一般隨直流偏置增加，電感值下降的同時Q值也會降低，但若採用扁平漆包線或多股漆包線，可以降低集膚效應；即交流電阻，那麼也就可以藉此來提升電感的Q值。可從下列公式原理得知Q因數隨頻率變化而變化。
Source: Techdesign Blog