第2回 | Qについて | コイルのネタ帳

Qとは

「Quality Factor」のことで、日本語では「品質係数」になります。実際にはそのように呼ばれず、単にQと言います。

損失の逆数であり、Qが高いとは損失が小さいということです。

電源で使用するパワーインダクタではあまり気にしないため、スペックに記載されていない場合が多いです。
高周波で使用する場合には、Qが低いと信号の損失になってしまうので考慮する必要があります。

Qはtanδの逆数

tanδはコンデンサの損失を表すことで知られていますが、コイルでも同じです。
コンデンサの等価直列抵抗はESRですがコイルのRsも同じく等価直列抵抗です。ESR=Rs

実際のQ特性

理論上は周波数に比例するので右肩上がりになるのですが、 実際には、Rsが周波数特性を持つので、Qも周波数特性を持ちます。

また、自己共振周波数の影響も受けます。
自己共振周波数はバラツキが大きいので Qが安定しているのはピークの手前までということになります。

Qを高くするには・・・

低損失のコアを使用する

周波数に合ったコアの選定　>>　高い周波数のQを上げるにはコアの材質を変える

太い電線を使用する

直流抵抗を減らす　>>　低い周波数のQを上げるには電線を太くする

リッツ線を使用する

表皮効果の改善(電線の表面積を大きくする)　>>　数十kHzより高い周波数帯域で効果がある。ただしトレードオフで直流抵抗は増えてしまう

コイルの周辺から金属を遠ざける

渦電流損を減らす　>>　端子、シールドケースを磁束が通ると渦電流損となる