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解析电感Q值及提高线圈Q值的解决方案

发布时间:2018-08-29

【导读】理解电感Q值是什么,它是电感的品质因素,用来衡量电感器件的主要参数。具体是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。

理解电感Q值是什么,它是电感的品质因素,用来衡量电感器件的主要参数。具体是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。
 
 
解析电感Q值及提高线圈Q值的解决方案
 
对调谐回路中的电感线圈,Q值越高,回路的损耗就越小,回路的效率就越高;对耦合线圈来说,Q值可以低一些;而对于低频或高频扼流圈,则可以不做要求。Q值常受到导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等因素影响。
 
Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡。Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现。这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失。所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。
 
如何在可控的情况下提高绕制线圈的Q值呢
 
1、根据工作频率,选用线圈的导线
工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。工作频率高于几万赫,而低于2MHz的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应的影响,使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30%-50%。在频率高于2MHz的电路中,电感线圈应采用单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm-1.5mm。采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。这时不宜选用多股导线绕制,因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果反不如单根导线好。
 
2、选用优质的线圈骨架,减少介质损耗
在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。
 
解析电感Q值及提高线圈Q值的解决方案
 
3、选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗外径一定的单层线圈(φ20mm-30mm),当绕组长度 L与外径 D的比值 L/D=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈L/ D=0.2-0.5,用t/D=0.25-0.1时,其损耗最小。绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t+2L=D的情况下,损耗也最小。采用屏蔽罩的线圈,其L/D=0.8-1.2时最佳。
 
4、减小绕制线圈的分布电容
尽量采用无骨架方式绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容15%-20%;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3~l/2。对于多层线圈来说,直径D越小,绕组长度L越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。应当指出的是:经过漫渍和封涂后的线圈,其分布电容将增大20%-30%。
 
 
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