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平面线圈是指在平面上绕制而成的线圈#xff0c;如PCB上的电感线圈、无线供电使用的金属丝绕制而成的线圈等。根据线圈的不同形状可将平面线圈分为方形线圈#xff0c;六角形线圈、八角形线圈、螺旋原型线圈等。
网络上的计算平面线圈电感量…用HFSS工具仿真平面线圈的电感量
平面线圈是指在平面上绕制而成的线圈如PCB上的电感线圈、无线供电使用的金属丝绕制而成的线圈等。根据线圈的不同形状可将平面线圈分为方形线圈六角形线圈、八角形线圈、螺旋原型线圈等。
网络上的计算平面线圈电感量的工具
平面线圈的电感量网络上有计算工具可供使用如下图所示
决定平面电感线圈电感量的参数有线圈匝数、线宽、线间距、线圈外径。如上图将匝数2.5圈线宽15um, 线边缘距离1.5um, 线圈外径232.5um的参数值输入到表格中可以得到正方形的线圈的电感量在2.292nH-2.26nH之间。
需要说明的是线圈的厚度对电感量的影响较小可以忽略不记。
通过HFSS工具仿真平面线圈的电感量
用HFSS工具设计出平面线圈如下图所示 对S参数进行仿真得到S参数的S11, S12的频谱图如下图所示 由图可以看到信号从端口一输入时随着信号的频率增加传输到端口2的信号减少从端口1处反射的信号S11增加,这符合电感器的“通低频阻高频”的特性
Y11的值是在端口2与地短路时测量端口1与地之间的导纳这与我们日常生活中测量电感所用的方法相同。因此根据 Y 1 / Z 1 j ω L Y1/Z\frac{1}{j\omega L} Y1/ZjωL1可以获得电感量的值。
通过Y参数计算获得线圈的电感量公式为 L i m ( 1 Y 11 ) / ω Lim(\frac{1}{Y11})/\omega Lim(Y111)/ω 其中Y11为端口一的输入导纳即当端口2短路端口1施加1V电压激励时的输入电流值为一复数有实部和虚部两个分量。公式中im为取虚部运算。
Y11的值是在端口2与地短路时测量端口1与地之间的导纳这与我们日常生活中测量电感所用的方法相同。因此根据 Y 1 / Z 1 j ω L Y1/Z\frac{1}{j\omega L} Y1/ZjωL1可以获得电感量的值。
HFSS输出电感频谱的设置界面如下图所示 输出的电感频谱曲线如下 从图中可知平面线圈电感量在低频100MHz时的电感量约为2.24nH. 与网络工具计算的结果相似。
