电感线圈的选用基础知识

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电感线圈的选用常识

絕大多數的電子元器件,如電阻器、電容器。揚聲器等,都是生産部門根據規定的标準和系列進行生産的成品供選用。而電感線圈隻有一部分如阻流圈、低頻阻流圈,振蕩線圈和LG固定電感線圈等是按規定的标準生産出來的産品,絕大多數的電感線圈是非标準件,往往要根據實際的需要,自行制作。由于電感線圈的應用極爲廣泛,如LC濾波電路、調諧放大電路、振蕩電路、均衡電路、去耦電路等等都會用到電感線圈。要想正确地用好線圈,還是一件較複雜的事情;這裏提到的一些知識,有的是根據一些人的實踐經驗,隻供讀者參考。

1〃電感線圈的串、并聯

每一隻電感線圈都具有一定的電感量。如果将兩隻或兩隻以上的電感線圈串聯起來總電感量是增大的,串聯後的總電感量爲:

L串= L1+L2+L3+L4……

線圈并聯起來以後總電感量是減小的,并聯後的總電感量爲:

L并= 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。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。欲準确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,而且測試方法較爲複雜。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值的大小判斷。可先利用萬用表電阻檔測量線圈的直流電阻,再與原确定的阻值或标稱阻值相比較,如果所測阻值比原确定阻值或标稱阻值增大許多,甚至指針不動(阻值趨向無窮大X 可判斷線圈斷線;若所測阻值極小,則判定是嚴重短路萬果局部短路是很難比較出來人這兩種情況出現,可以判定此線圈是壞的,不能用。如果檢測電阻與原确定的或标稱阻值相差不大,可判定此線圈是好的。此種情況,我們就可以根據以下幾種情況,去判斷線圈的質量即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;若采用多股線繞制時,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值較平繞時爲高,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值較天磁芯時爲高;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值大小并不太重要,而電感量L的大小卻對濾波效果影響較大。要注意,低頻阻流圈在使用中,多通過較大直流,爲防止磁飽和,其鐵芯要求順插,使其具有較大氣隙。爲防止線圈與鐵芯發生擊穿現象,二者之間的絕緣應符合要求。所以,在使用前還應進行線圈與鐵芯之間絕緣電阻的檢測。具體方法與變壓器絕緣電阻的檢測方法相同(可參閱變壓器的檢測)。

對于高頻線圈電感量L由于測試起來更爲麻煩,一般都根據在電路使用效果适當調整,以确定其電感量是否合适。

對于多個繞組的線圈,還要用萬用表檢測各繞組之間線圈是否短路;對于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〃繞制線圈的注意事項

線圈在實際使用過程中,有相當數量品種的電感線圈是非标準件,都是根據需要有針對性進行繞制。自行繞制時,要注意以下幾點:

(1)根據電路需要,選定繞制方法

在繞制空心電感線圈時,要依據電路的要求,電感量的大小以及線圈骨架直徑的大小,确定繞制方法。間繞式線圈适合在高頻和超高頻電路中使用,在圈數少于3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。單層密繞式線圈适用于短波、中波回路中,其Q值可達到150-250,并具有較高的穩定性。

(2)确保線圈載流量和機械強度,選用适當的導線

線圈不宜用過細的導線繞制,以免增加線圈電阻,使Q值降低。同時,導線過細,其載流量和機械強度都較小,容易燒斷或碰斷線。所以,在确保線圈的載流量和機械強度的前提下,要選用适當的導線繞制。

(3)繞制線圈抽頭應有明顯标志

帶有抽頭的線圈應有明顯的标志,這樣對于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

工作頻率不同的線圈,有不同的特點。在音頻段工作的電感線圈,通常采用矽鋼片或坡莫合金爲磁芯材料。低頻用鐵氧體作爲磁芯材料,其電感量較大,可高達幾亨到幾十亨。在幾十萬赫到幾兆赫之間,如中波廣播段的線圈,一般采用鐵氧體芯,并用多股絕緣線繞制。頻率高于幾兆赫時,線圈采用高頻鐵氧體作爲磁芯,也常用空心線圈。此情況不宜用多股絕緣線,而宜采用單股粗鍍銀線繞制。在100MHz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。使用于高頻電路的阻流圈,除了電感量和額定電流應滿足電路的要求外,還必頇注意其分布電容不宜過大。

4〃提高线圈的Q值所采取的措施

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。

(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。

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