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品质因数Q是反映线圈质量的重要参数

来源: | 发布日期:2022-08-10
  首先来讲讲电感品质因数Q的定义:
  Q值是衡量电感器件的主要参数,它是指电感器在一定频率的交流电压下工作时所表现的感抗与等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,损耗越小,效率越高。
  品质因数Q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的Q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。
  那么,如何提高绕制线圈的Q值呢,下面介绍具体的方法:
  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。


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  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,由于普通线圈骨架,其介质损失显著增加,应选择高频介质材料、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法进行绕制。
  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、选定合理屏蔽罩的直径
  使用屏蔽罩会增加线圈的损耗,降低Q值,所以屏蔽罩的尺寸不宜太小。但是屏蔽罩的尺寸太大,会增加体积,所以要选择合理的屏蔽罩直径尺寸。
  当屏蔽罩直径Ds与线圈直径 D之比满足如下数值即 Ds/D=1.6-2.5时,Q值降低不大于10%。
  5、采用磁芯可使线圈圈数显著减少
  线圈中采用磁芯,减少了线圈的圈数,不仅减小线圈的电阻值,有利Q值的提高,而且缩小了线圈的体积。
  6线圈直径适当选大些,利于减小损耗在可能的条件下,线圈直径选得大一些,体积增大了一些,有利于减小线圈的损耗。一般接收机,单层线圈直径取12mm-30mm;多层线圈取6mm-13mm,但从体积考虑,也不宜超过20mm-25mm的范围。
  7、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%。
  总之,绕制线圈,始终把提高Q值,降低损耗,作为考虑的重点。

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