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空心线圈设计资料

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yhf311|  楼主 | 2020-12-19 17:18 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在论坛中找到如下的描述,给出了一些绕制空心线圈提高Q值的办法,但都是比较结论性的,没有详细的说明及推导过程,还请大家推荐类似资料。

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。
(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。
(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
用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。
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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沙发
HWM| | 2020-12-19 18:43 | 只看该作者
电感的Q值与其感量和损耗因素有关。你所给的资料基本就与这些相关。需注意的是,电感的损耗与其频率有关。

因实际电感及其损耗计算较为复杂(通常也只能给出近似表达式),所以没必要纠结其所谓的“推导”。现实通常可用测量获得相关参数。

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板凳
yhf311|  楼主 | 2020-12-21 10:45 | 只看该作者
HWM 发表于 2020-12-19 18:43
电感的Q值与其感量和损耗因素有关。你所给的资料基本就与这些相关。需注意的是,电感的损耗与其频率有关。
...

骨架的介质损耗通过哪个物理量来表征呢?损耗因数吗,是否有不同绝缘材料的损耗因数表,可以用于骨架材料的选型?

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地板
HWM| | 2020-12-21 10:54 | 只看该作者
yhf311 发表于 2020-12-21 10:45
骨架的介质损耗通过哪个物理量来表征呢?损耗因数吗,是否有不同绝缘材料的损耗因数表,可以用于骨架材料 ...

是“损耗因数”,但理论计算比较复杂,几乎不可能有精确的算式。所以,通常还是实测,或参照别人的“经验值”(其实也是通过实测数据拟合而得)。

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5
yhf311|  楼主 | 2020-12-21 11:08 | 只看该作者
HWM 发表于 2020-12-21 10:54
是“损耗因数”,但理论计算比较复杂,几乎不可能有精确的算式。所以,通常还是实测,或参照别人的“经验 ...

看了下相关资料,介质损耗的三个重要影响因素:频率,温度,湿度。上面**推荐了几款高频特性比较好的材料,不知道是否可信,对于我有骨架选型的需求,如果完全实测,也不现实,是否有啥合适的方法可以借鉴。

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