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如何提高電感線圈的品質(zhì)因數(shù)Q值?

發(fā)布時(shí)間:2020-09-21 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】首先來(lái)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(shí),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 的定義
首先來(lái)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(shí),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(shuō)是繞制線圈要注意的重點(diǎn)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(wàn)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%。
 
如何提高電感線圈的品質(zhì)因數(shù)Q值?
 
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(shí)不宜選用多股導(dǎo)線繞制,因?yàn)槎喙山^緣線在頻率很高時(shí),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(chǎng)合,如短波波段,因?yàn)槠胀ǖ木€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(zhǎng)度 L 與外徑 D 的比值 L/D=0.7 時(shí),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(shí),其損耗最小。
 
繞組厚度 t、繞組長(zhǎng)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(shí),最佳。
 
4. 選定合理屏蔽罩的直徑
 
用屏蔽罩,會(huì)增加線圈的損耗,使 Q 值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜過(guò)小。然而屏蔽罩的尺寸過(guò)大,會(huì)增大體積,因而要選定合理屏蔽罩的直徑尺寸。
 
如何提高電感線圈的品質(zhì)因數(shù)Q值?
 
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(shí),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(jī),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(guò) 20mm~25mm 的范圍。
 
如何提高電感線圈的品質(zhì)因數(shù)Q值?
 
7. 減小繞制線圈的分布電容
 
盡量采用無(wú)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(duì)于多層線圈來(lái)說(shuō),直徑 D 越小,繞組長(zhǎng)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(guò)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(diǎn)。
 
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