Aumento de corrente, potência e temperatura
Os indutores normalmente não são classificados por potência, no entanto, uma aproximação da capacidade de manipulação de energia de um indutor de núcleo de ar ou de chip de núcleo cerâmico pode ser estimada usando as especificações da folha de dados para corrente e resistência. Exemplo: 1 μH, o indutor de chip tem uma classificação Irms de 48 {{ 13}} mA e uma classificação DCR máxima de 1,2 Ohms. A classificação Irms corresponde a um aumento de temperatura de 15 graus acima da temperatura ambiente. A temperatura ambiente máxima permitida é de 125 graus, portanto, o aumento de 15 graus na temperatura permite uma temperatura máxima da peça de ~(125 + 15) {{10}} graus. Para estimar a capacidade de potência, calcule Irms2 × DCR . Se assumirmos que o DCR nominal é 80% do DCR máximo especificado, o cálculo é:(0,48 A)2 × (0,8 × 1,2 Ohms)=0,221 W=221 mW.Portanto, aproximadamente 221 mW de potência faz com que a temperatura deste indutor aumente ~ 15 graus. Nas frequências de RF, o ESR é muito maior que o DCR. Portanto, a quantidade de corrente que causa o mesmo aumento de temperatura é significativamente reduzida. Por exemplo, se o sinal de RF for 100 MHz, o ESR do indutor é de 8,14 Ohms (quase sete vezes a resistência DC), então a corrente CA Irms que corresponde à mesma potência (e, portanto, aumento de temperatura) é de apenas ~ 161 mA, pois oposto à classificação de 480 mA em CC. Esta estimativa pode estar errada se houver perdas dependentes de corrente no indutor ou outros mecanismos de perda em frequência mais alta que não façam parte da medição ESR de baixa corrente.
Potência dissipada pelo indutor
A finalidade do indutor em um T de polarização, conforme mostrado na figura abaixo, é fornecer uma polarização CC ao amplificador enquanto bloqueia a entrada do sinal de RF de alta frequência na fonte CC. Idealmente, qualquer sinal de RF aplicado à linha de polarização é filtrado pelo indutor em série. Para esta discussão, assumimos um indutor sem perdas (por exemplo, núcleo de ar ou núcleo cerâmico) para o qual existem apenas perdas de cobre (CA e CC) – perdas no núcleo.
A potência CC total dissipada pelo indutor é:Pdc=Idc2 × DCRA potência CA total dissipada pelo indutor é:Pac=Irms2 × ESRonde:Idc é a corrente CC através do indutor.Irms é o magnitude da corrente CA (sinal de RF) através do indutor (provavelmente baixa se o indutor for quase ideal). DCR é a resistência CC do indutor. ESR é a resistência em série efetiva do indutor na frequência do sinal de RF (assumindo apenas um frequência RF única).A potência total (CC e CA) dissipada pelo indutor é:Ptotal=Pdc + PacorPtotal=Idc2 × DCR + Irms2 × ESRAs ilustrado, no caso mais simples de um sinal CA de frequência única na linha de RF, para determinar a potência CA dissipada pelo indutor, a ESR do indutor na frequência de RF e o valor Irms da corrente de RF através do indutor devem ser conhecidos. Para que sinais de ruído multifrequencial mais complicados sejam filtrados, a potência CA total dissipada pelo indutor é a soma de todas as contribuições Irms2 × ESR, onde a ESR varia para cada contribuição por frequência.
Indutores de RF de banda larga
O desempenho de banda larga das bobinas de RF de banda larga é o resultado do uso de materiais de núcleo de alta permeabilidade, como ferro em pó ou ferrita. Com os sinais de RF viajando através do indutor, as perdas no núcleo dependentes da frequência e da corrente contribuem com calor adicional para o total produzido pelo indutor. Uma simples medição ESR (normalmente feita em corrente muito baixa) não capturará essas perdas. Portanto, o método de estimativa acima não é aplicável e prevê incorretamente um aumento de temperatura menor do que o que realmente resultará. O indutor ficará mais quente do que o esperado. O mesmo se aplica a qualquer indutor que tenha um núcleo de alta permeabilidade (ferrite, ferro em pó, compósito). No caso de produtos de núcleo de alta permeabilidade, sugerimos fazer uma medição de aumento de temperatura do indutor sob todas as condições de frequência e corrente que possam resultar em sua aplicação para determinar o pior caso de aumento de temperatura.