如何提高電感線圈品質(zhì)因數(shù)Q值?
品質(zhì)因數(shù)Q的定義
首先來講講,電感品質(zhì)因數(shù)Q的定義。
Q值是衡量電感器件的主要參數(shù),是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時,所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高,其損耗越小,效率越高。
品質(zhì)因數(shù)Q是反映線圈質(zhì)量的重要參數(shù),提高線圈的Q值,可以說是繞制線圈要注意的重點之一。
提高Q值的辦法
那么,如何提高繞制線圈的Q值呢,下面介紹具體的方法。
1根據(jù)工作頻率,選用線圈的導(dǎo)線
工作于低頻段的電感線圈,一般采用漆包線等帶絕緣的導(dǎo)線繞制。工作頻率高于幾萬赫,而低于2MHz的電路中,采用多股絕緣的導(dǎo)線繞制線圈,這樣,可有效地增加導(dǎo)體的表面積,從而可以克服集膚效應(yīng)的影響,使Q值比相同截面積的單根導(dǎo)線繞制的線圈高30%~50%。
在頻率高于2MHz的電路中,電感線圈應(yīng)采用單根粗導(dǎo)線繞制,導(dǎo)線的直徑一般為0.3mm~1.5mm。采用間繞的電感線圈,常用鍍銀銅線繞制,以增加導(dǎo)線表面的導(dǎo)電性。這時不宜選用多股導(dǎo)線繞制,因為多股絕緣線在頻率很高時,線圈絕緣介質(zhì)將引起額外的損耗,其效果反不如單根導(dǎo)線好。
2選用優(yōu)質(zhì)的線圈骨架,減少介質(zhì)損耗
在頻率較高的場合,如短波波段,因為普通的線圈骨架,其介質(zhì)損耗顯著增加,因此,應(yīng)選用高頻介質(zhì)材料,如高頻瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作為骨架,并采用間繞法繞制。
3選擇合理的線圈尺寸
選擇合理的線圈尺寸,可以減少損耗外徑一定的單層線圈(φ20mm~30mm)。
當(dāng)繞組長度L與外徑D的比值 L/D=0.7 時,其損耗最小。
外徑一定的多層線圈 L/D=0.2-0.5,用 t/D=0.25-0.1 時,其損耗最小。
繞組厚度t、繞組長度L和外徑D之間,滿足 3t+2L=D 的情況下,損耗也最小。
采用屏蔽罩的線圈,其 L/D=0.8-1.2 時,最佳。
4選定合理屏蔽罩的直徑
用屏蔽罩,會增加線圈的損耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜過小。然而屏蔽罩的尺寸過大,會增大體積,因而要選定合理屏蔽罩的直徑尺寸。
當(dāng)屏蔽罩直徑Ds與線圈直徑D之比滿足如下數(shù)值,即 Ds/D=1.6-2.5 時,Q值降低不大于10%。
5采用磁芯可使線圈圈數(shù)顯著減少
線圈中采用磁芯,減少了線圈的圈數(shù),不僅減小線圈的電阻值,有利Q值的提高,而且縮小了線圈的體積。
6線圈直徑適當(dāng)選大些
在可能的條件下,線圈直徑選得大一些,體積增大了一些,有利于減小線圈的損耗。
一般接收機,單層線圈直徑取12mm~30mm;多層線圈取6mm~13mm。但從體積考慮,也不宜超過20mm~25mm的范圍。
7減小繞制線圈的分布電容
盡量采用無骨架方式繞制線圈,或者繞制在凸筋式骨架上的線圈,能減小分布電容15%~20%;分段繞法能減小多層線圈的分布電容的1/3~l/2。對于多層線圈來說,直徑D越小,繞組長度L越小或繞組厚度t越大,則分布電容越小。
應(yīng)當(dāng)指出的是:經(jīng)過漫漬和封涂后的線圈,其分布電容將增大20%~30%。
總之,繞制線圈,始終把提高Q值,降低損耗,作為考慮的重點。
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