Aumento di corrente, potenza e temperatura
Gli induttori non sono generalmente classificati in base alla potenza, tuttavia è possibile stimare approssimativamente la capacità di gestione della potenza di un induttore in chip con nucleo in aria o in ceramica utilizzando le specifiche della scheda tecnica per corrente e resistenza. Esempio: 1 μH, l'induttore in chip ha un valore Irms di 48{{ 13}} mA e un valore DCR massimo di 1,2 Ohm. La valutazione Irms corrisponde a un aumento della temperatura di 15 gradi rispetto a quella ambiente. La temperatura ambiente massima consentita è 125 gradi, quindi l'aumento della temperatura di 15 gradi consente una temperatura massima della parte di ~(125 + 15) {{10}} grado. Per stimare la capacità di alimentazione, calcolare Irms2 × DCR . Se assumiamo che il DCR nominale sia l'80% del DCR massimo specificato, il calcolo è: (0,48 A)2 × (0,8 × 1,2 Ohm)=0,221 W=221 mW. Pertanto, circa 221 mW di potenza fa sì che la temperatura di questo induttore aumenti di circa 15 gradi. Alle frequenze RF, l'ESR è molto più alto del DCR. Pertanto, la quantità di corrente che causa lo stesso aumento di temperatura è significativamente ridotta. Ad esempio, se il segnale RF è 100 MHz, la ESR dell'induttore è 8,14 Ohm (quasi sette volte la resistenza CC), quindi la corrente CA Irms che corrisponde alla stessa potenza (e quindi all'aumento di temperatura) è solo ~161 mA come al contrario del valore nominale di 480 mA in CC. Questa stima potrebbe essere errata se sono presenti perdite dipendenti dalla corrente nell'induttore o altri meccanismi di perdita a frequenza più elevata che non fanno parte della misurazione ESR a bassa corrente.
Potenza dissipata dall'induttore
Lo scopo dell'induttore in un raccordo a T di polarizzazione, come mostrato nella figura seguente, è quello di fornire una polarizzazione CC all'amplificatore bloccando al contempo l'ingresso del segnale RF ad alta frequenza nella sorgente CC. Idealmente, qualsiasi segnale RF applicato alla linea di polarizzazione viene filtrato dall'induttore in serie. Per questa discussione, assumiamo un induttore senza perdite (ad esempio nucleo in aria o nucleo ceramico) per il quale esistono solo perdite in rame (AC e DC) - nessuna perdita del nucleo.
La potenza CC totale dissipata dall'induttore è:Pdc=Idc2 × DCRLa potenza CA totale dissipata dall'induttore è:Pac=Irms2 × ESRdove:Idc è la corrente CC attraverso l'induttore.Irms è la grandezza della corrente CA (segnale RF) attraverso l'induttore (probabilmente bassa se l'induttore è quasi ideale). DCR è la resistenza CC dell'induttore. ESR è la resistenza in serie effettiva dell'induttore alla frequenza del segnale RF (assumendo solo un singola frequenza RF). La potenza totale (CC e CA) dissipata dall'induttore è: Ptotale=Pdc + PacorPtotale=Idc2 × DCR + Irms2 × ESRA illustrati, nel caso più semplice di un segnale CA a frequenza singola Sulla linea RF, per determinare la potenza AC dissipata dall'induttore, è necessario conoscere la ESR dell'induttore alla frequenza RF e il valore Irms della corrente RF attraverso l'induttore. Per segnali di rumore multifrequenza più complicati da filtrare, la potenza CA totale dissipata dall'induttore è la somma di tutti i contributi Irms2 × ESR, dove ESR varia per ciascun contributo in base alla frequenza.
Induttanze RF a banda larga
Le prestazioni a banda larga delle induttanze RF a banda larga sono il risultato dell'utilizzo di materiali centrali ad alta permeabilità come ferro in polvere o ferrite. Con i segnali RF che viaggiano attraverso l'induttore, le perdite nel nucleo dipendenti dalla frequenza e dalla corrente contribuiscono ad aggiungere calore al totale prodotto dall'induttore. Una semplice misurazione ESR (tipicamente effettuata a corrente molto bassa) non catturerà queste perdite. Pertanto il metodo di stima di cui sopra non è applicabile e prevede erroneamente un aumento di temperatura inferiore a quello che effettivamente risulterà. L'induttore diventerà più caldo del previsto. Lo stesso vale per qualsiasi induttore che abbia un nucleo ad alta permeabilità (ferrite, ferro in polvere, composito). Nel caso di prodotti con nucleo ad alto permanente, suggeriamo di effettuare una misurazione dell'aumento di temperatura dell'induttore in tutte le condizioni di frequenza e corrente che potrebbero comportare l'applicazione per determinare l'aumento di temperatura nel caso peggiore.