電路設計中電感線圈的選用常識
發布時間:2015-10-27 責任編輯:susan
【導讀】絕大多數的電子元器件,都是生產部門按規定標準生產出來的。而電感線圈隻有一部分如阻流圈、低頻阻流圈等是這樣的,絕大多數是非標準件,往往要根據實際的需要而自行製作。它的應用極為廣泛,如振蕩電路、去耦電路等都需要用到。要想正確用好線圈,是一件較複雜的事情,在這裏分享一些電感線圈的選用常識。
1.電感線圈的串、並聯
每一隻電感線圈都具有一定的電感量。如果將兩隻或兩隻以上的電感線圈串聯起來總電感量是增大的,串聯後的總電感量為:
L串 = L1+L2+L3+L4……
線圈並聯起來以後總電感量是減小的,並聯後的總電感量為:
L並 = 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)
上述的計算公式,是針對每隻線圈的磁場各自隔離而不相接觸的情況,如果磁場彼此發生接觸,就要另作考慮了。
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2.電感線圈的檢測
在選擇和使用電感線圈時,首先要想到線圈的檢查測量,而後去判斷線圈的質量好壞和優劣。欲準確檢測電感線圈的電感量和品質因數Q,一般均需要專門儀器,而且測試方法較為複雜。在實際工作中,一般不進行這種檢測,僅進行線圈的通斷檢查和Q值(zhi)的(de)大(da)小(xiao)判(pan)斷(duan)。可(ke)先(xian)利(li)用(yong)萬(wan)用(yong)表(biao)電(dian)阻(zu)檔(dang)測(ce)量(liang)線(xian)圈(quan)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)阻(zu),再(zai)與(yu)原(yuan)確(que)定(ding)的(de)阻(zu)值(zhi)或(huo)標(biao)稱(cheng)阻(zu)值(zhi)相(xiang)比(bi)較(jiao),如(ru)果(guo)所(suo)測(ce)阻(zu)值(zhi)比(bi)原(yuan)確(que)定(ding)阻(zu)值(zhi)或(huo)標(biao)稱(cheng)阻(zu)值(zhi)增(zeng)大(da)許(xu)多(duo),甚(shen)至(zhi)指(zhi)針(zhen)不(bu)動(dong)(阻值趨向無窮大X 可判斷線圈斷線;若(ruo)所(suo)測(ce)阻(zu)值(zhi)極(ji)小(xiao),則(ze)判(pan)定(ding)是(shi)嚴(yan)重(zhong)短(duan)路(lu)萬(wan)果(guo)局(ju)部(bu)短(duan)路(lu)是(shi)很(hen)難(nan)比(bi)較(jiao)出(chu)來(lai)人(ren)這(zhe)兩(liang)種(zhong)情(qing)況(kuang)出(chu)現(xian),可(ke)以(yi)判(pan)定(ding)此(ci)線(xian)圈(quan)是(shi)壞(huai)的(de),不(bu)能(neng)用(yong)。如(ru)果(guo)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)與(yu)原(yuan)確(que)定(ding)的(de)或(huo)標(biao)稱(cheng)阻(zu)值(zhi)相(xiang)差(cha)不(bu)大(da),可(ke)判(pan)定(ding)此(ci)線(xian)圈(quan)是(shi)好(hao)的(de)。此(ci)種(zhong)情(qing)況(kuang),我(wo)們(men)就(jiu)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)以(yi)下(xia)幾(ji)種(zhong)情(qing)況(kuang),去(qu)判(pan)斷(duan)線(xian)圈(quan)的(de)質(zhi)量(liang)即(ji)Q值的大小。線圈的電感量相同時,其直流電阻越小,Q值越高;所用導線的直徑越大,其Q值越大;若采用多股線繞製時,導線的股數越多,Q值越高;線圈骨架(或鐵芯)所用材料的損耗越小,其Q值越高。例如,高矽矽鋼片做鐵芯時,其Q值較用普通矽鋼片做鐵芯時高;線圈分布電容和漏磁越小,其Q值越高。例如,蜂房式繞法的線圈,其Q值較平繞時為高,比亂繞時也高;線圈無屏蔽罩,安裝位置周圍無金屬構件時,其Q值較高,相反,則Q值較低。屏蔽罩或金屬構件離線圈越近,其Q值降低越嚴重;對有磁芯的高頻線圈,其Q值較天磁芯時為高;磁芯的損耗越小,其Q值也越高。
在電源濾波器中使用的低頻阻流圈,其Q值大小並不太重要,而電感量Ldedaxiaoqueduilvboxiaoguoyingxiangjiaoda。yaozhuyi,dipinzuliuquanzaishiyongzhong,duotongguojiaodazhiliu,weifangzhicibaohe,qitiexinyaoqiushuncha,shiqijuyoujiaodaqixi。weifangzhixianquanyutiexinfashengjichuanxianxiang,erzhezhijiandejueyuanyingfuheyaoqiu。suoyi,zaishiyongqianhaiyingjinxingxianquanyutiexinzhijianjueyuandianzudejiance。jutifangfayubianyaqijueyuandianzudejiancefangfaxiangtong(可參閱變壓器的檢測)。
對於高頻線圈電感量L由於測試起來更為麻煩,一般都根據在電路使用效果適當調整,以確定其電感量是否合適。
對於多個繞組的線圈,還要用萬用表檢測各繞組之間線圈是否短路;對於具有鐵芯和金屬屏蔽罩的線圈,要測量其繞組與鐵芯或金屬屏蔽罩之間是否短路。
3.繞製線圈的注意事項
線圈在實際使用過程中,有相當數量品種的電感線圈是非標準件,都是根據需要有針對性進行繞製。自行繞製時,要注意以下幾點:
(1)根據電路需要,選定繞製方法
zairaozhikongxindianganxianquanshi,yaoyijudianludeyaoqiu,dianganliangdedaxiaoyijixianquangujiazhijingdedaxiao,quedingraozhifangfa。jianraoshixianquanshihezaigaopinhechaogaopindianluzhongshiyong,zaiquanshushaoyu3圈到5圈時,可不用骨架,就能具有較好的特性,Q值較高,可達150-400,穩定性也很高。單層密繞式線圈適用於短波、中波回路中,其Q值可達到150-250,並具有較高的穩定性。
(2)確保線圈載流量和機械強度,選用適當的導線
線圈不宜用過細的導線繞製,以免增加線圈電阻,使Q值(zhi)降(jiang)低(di)。同(tong)時(shi),導(dao)線(xian)過(guo)細(xi),其(qi)載(zai)流(liu)量(liang)和(he)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)都(dou)較(jiao)小(xiao),容(rong)易(yi)燒(shao)斷(duan)或(huo)碰(peng)斷(duan)線(xian)。所(suo)以(yi),在(zai)確(que)保(bao)線(xian)圈(quan)的(de)載(zai)流(liu)量(liang)和(he)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),要(yao)選(xuan)用(yong)適(shi)當(dang)的(de)導(dao)線(xian)繞(rao)製(zhi)。
(3)繞製線圈抽頭應有明顯標誌
帶有抽頭的線圈應有明顯的標誌,這樣對於安裝與維修都很方便。
(4)不同頻率特點的線圈,采用不同材料的磁芯
gongzuopinlvbutongdexianquan,youbutongdetedian。zaiyinpinduangongzuodedianganxianquan,tongchangcaiyongguigangpianhuopomohejinweicixincailiao。dipinyongtieyangtizuoweicixincailiao,qidianganliangjiaoda,kegaodajihengdaojishiheng。zaijishiwanhedaojizhaohezhijian,ruzhongboguangboduandexianquan,yibancaiyongtieyangtixin,bingyongduogujueyuanxianraozhi。pinlvgaoyujizhaoheshi,xianquancaiyonggaopintieyangtizuoweicixin,yechangyongkongxinxianquan。ciqingkuangbuyiyongduogujueyuanxian,eryicaiyongdangucuduyinxianraozhi。zai100MHz以上時,一般已不能用鐵氧體芯,隻能用空心線圈;如要作微調,可用鋼芯。使用於高頻電路的阻流圈,除了電感量和額定電流應滿足電路的要求外,還必須注意其分布電容不宜過大。
4.提高線圈的Q值所采取的措施
品質因數Q是反映線圈質量的重要參數,提高線圈的Q值,可以說是繞製線圈要注意的重點之一。那麼,如何提高繞製線圈的Q值呢,下麵介紹具體的方法:
(1)根據工作頻率,選用線圈的導線
工作於低頻段的電感線圈,一般采用漆包線等帶絕緣的導線繞製。工作頻率高於幾萬赫,而低於2MHz的電路中,采用多股絕緣的導線繞製線圈,這樣,可有效地增加導體的表麵積,從而可以克服集膚效應的影響,使Q值比相同截麵積的單根導線繞製的線圈高30%-50%。在頻率高於2MHz的電路中,電感線圈應采用單根粗導線繞製,導線的直徑一般為0.3mm-1.5mm。caiyongjianraodedianganxianquan,changyongduyintongxianraozhi,yizengjiadaoxianbiaomiandedaodianxing。zheshibuyixuanyongduogudaoxianraozhi,yinweiduogujueyuanxianzaipinlvhengaoshi,xianquanjueyuanjiezhijiangyinqiewaidesunhao,qixiaoguofanburudangendaoxianhao。
(2)選用優質的線圈骨架,減少介質損耗
在頻率較高的場合,如短波波段,因為普通的線圈骨架,其介質損耗顯著增加,因此,應選用高頻介質材料,如高頻瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作為骨架,並采用間繞法繞製。
(3)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。
當屏蔽罩直徑Ds與線圈直徑 D之比滿足如下數值即 Ds/D=1.6-2.5時,Q值降低不大於10%。
(5)采用磁芯可使線圈圈數顯著減少
線圈中采用磁芯,減少了線圈的圈數,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)線圈直徑適當選大些,利於減小損耗
在可能的條件下,線圈直徑選得大一些,體積增大了一些,有利於減小線圈的損耗。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的範圍。
(7)減小繞製線圈的分布電容
盡量采用無骨架方式繞製線圈,或者繞製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。對於多層線圈來說,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。應當指出的是:經過漫漬和封塗後的線圈,其分布電容將增大20%-30%。
總之,繞製線圈,始終把提高Q值,降低損耗,作為考慮的重點。
5.線圈使用、安裝要注意的問題
任何電子設備中的電子元器件安裝板,都是經過工程技術人員根據使用的各種元器件的性能特點,精心安排、全麵布局、合理設計出來的。作為線圈的使用安裝者,注意如下的幾個問題就可以了。
(1)線圈的安裝位置應符合設計要求
xianquandezhuangpeiweizhiyuqitagezhongyuanqidexiangduiweizhiyaofuheshejideguiding,fouzejianghuiyingxiangzhengjidezhengchanggongzuo。liru,jiandandebandaotishouyinjizhongdegaopinzuliuquanyucixingtianxiandeweizhiyaoshidanganpaiheli;天線線圈與振蕩線圈應相互垂直,這就避免了相互耦合的影響。
(2)線圈在安裝前,要進行外觀檢查
使(shi)用(yong)前(qian),應(ying)檢(jian)查(zha)線(xian)圈(quan)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)否(fou)牢(lao)固(gu),線(xian)匝(za)是(shi)否(fou)有(you)鬆(song)動(dong)和(he)鬆(song)脫(tuo)現(xian)象(xiang),引(yin)線(xian)接(jie)點(dian)有(you)無(wu)鬆(song)動(dong),磁(ci)芯(xin)旋(xuan)轉(zhuan)是(shi)否(fou)靈(ling)活(huo),有(you)無(wu)滑(hua)扣(kou)等(deng)。這(zhe)些(xie)方(fang)麵(mian)都(dou)檢(jian)查(zha)合(he)格(ge)後(hou),再(zai)進(jin)行(xing)安(an)裝(zhuang)。
(3)線圈在使用過程需要微調的,應考慮微調方法
有些線圈在使用過程中,需要進行微調,依*改變線圈圈數又很不方便,因此,選用時應考慮到微調的方法。例如單層線圈可采用移開*端點的數困線圈的方法,即預先在線圈的一端繞上3圈~4圈,在微調時,移動其位置就可以改變電感量。實踐證明,這種調節方法可以實現微調±2%-±3%的de電dian感gan量liang。應ying用yong在zai短duan波bo和he超chao短duan波bo回hui路lu中zhong的de線xian圈quan,常chang留liu出chu半ban圈quan作zuo為wei微wei調tiao,移yi開kai或huo折zhe轉zhuan這zhe半ban圈quan使shi電dian感gan量liang發fa生sheng變bian化hua,實shi現xian微wei調tiao。多duo層ceng分fen段duan線xian圈quan的de微wei調tiao,可ke以yi移yi動dong一yi個ge分fen段duan的de相xiang對dui距ju離li來lai實shi現xian,可ke移yi動dong分fen段duan的de圈quan數shu應ying為wei總zong圈quan數shu的de20%-30%。實踐證明:這種微調範圍可達10%-15%。具有磁芯的線圈,可以通過調節磁芯在線圈管中的位置,實現線圈電感量的微調。
(4)使用線圈應注意保持原線圈的電感量
xianquanzaishiyongzhong,buyaosuibiangaibianxianquandexingzhuang。daxiaohexianquanjiandejuli,fouzehuiyingxiangxianquanyuanlaidedianganliang。youqishipinlvyuegao,jiquanshuyueshaodexianquan。suoyi,muqianzaidianshijizhongcaiyongdegaopinxianquan,yibanyonggaopinlahuoqitajiezhicailiaojinxingmifengguding。lingwai,yingzhuyizaiweixiuzhong,buyaosuiyigaibianhuotiaozhengyuanxianquandeweizhi,yimiandaozhishixieguzhang。
(5)可調線圈的安裝應便於調整
可調線圈應安裝在機器的易於調節的位置,以便於調整線圈的電感量達到最佳的工作狀態。
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