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教你如何選用電感線圈

【摘要】:
絕大多數的電子元器件,如電阻器、電容器。揚聲器等,都是生產部門根據規定的標準和系列進行生產的成品供選用。而電感線圈只有一部分如阻流圈、低頻阻流圈,振蕩線圈和LG固定電感線圈等是按規定的標準生產出來的產品,絕大多數的電感線圈是非標準件,往往要根據實際的需要,自行制作。由于電感線圈的應用極為廣泛,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。要想正確地用好線圈,還是一

  絕大多數的電子元器件,如電阻器、電容器。揚聲器等,都是生產部門根據規定的標準和系列進行生產的成品供選用。而電感線圈只有一部分如阻流圈、低頻阻流圈,振蕩線圈和LG固定電感線圈等是按規定的標準生產出來的產品,絕大多數的電感線圈是非標準件,往往要根據實際的需要,自行制作。由于電感線圈的應用極為廣泛,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。要想正確地用好線圈,還是一

  絕大多數的電子元器件,如電阻器、電容器。揚聲器等,都是生產部門根據規定的標準和系列進行生產的成品供選用。而電感線圈只有一部分如阻流圈、低頻阻流圈,振蕩線圈和LG固定電感線圈等是按規定的標準生產出來的產品,絕大多數的電感線圈是非標準件,往往要根據實際的需要,自行制作。由于電感線圈的應用極為廣泛,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。要想正確地用好線圈,還是一件較復雜的事情;這里提到的一些知識,有的是根據一些人的實踐經驗,只供讀者參考。

  1.電感線圈的串、并聯

  每一只電感線圈都具有一定的電感量。如果將兩只或兩只以上的電感線圈串聯起來總電感量是增大的,串聯后的總電感量為:

  L串 = L1+L2+L3+L4……

  線圈并聯起來以后總電感量是減小的,并聯后的總電感量為:

  L并 = 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)

  上述的計算公式,是針對每只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,而后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,而且測試方法較為復雜。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,再與原確定的阻值或標稱阻值相比較,如果所測阻值比原確定阻值或標稱阻值增大許多,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。如果檢測電阻與原確定的或標稱阻值相差不大,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,高硅硅鋼片做鐵芯時,其Q值較用普通硅鋼片做鐵芯時高;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,為防止磁飽和,其鐵芯要求順插,使其具有較大氣隙。為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標準件,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,確定繞制方法。間繞式線圈適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。單層密繞式線圈適用于短波、中波回路中,其Q值可達到150-250,并具有較高的穩定性。

  (2)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,在確保線圈的載流量和機械強度的前提下,要選用適當的導線繞制。

  (3)繞制線圈抽頭應有明顯標志帶有抽頭的線圈應有明顯的標志,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,通常采用硅鋼片或坡莫合金為磁芯材料。低頻用鐵氧體作為磁芯材料,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為磁芯,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,只能用空心線圈;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,可以說是繞制線圈要注意的重點之一。那么,如何提高繞制線圈的Q值呢,下面介紹具體的方法:

  (1)根據工作頻率,選用線圈的導線

  工作于低頻段的電感線圈,一般采用漆包線等帶絕緣的導線繞制。工作頻率高于幾萬赫,而低于2MHz的電路中,采用多股絕緣的導線繞制線圈,這樣,可有效地增加導體的表面積,從而可以克服集膚效應的影響,使Q值比相同截面積的單根導線繞制的線圈高30%-50%。在頻率高于2MHz的電路中,電感線圈應采用單根粗導線繞制,導線的直徑一般為0.3mm-1.5mm。采用間繞的電感線圈,常用鍍銀銅線繞制,以增加導線表面的導電性。這時不宜選用多股導線繞制,因為多股絕緣線在頻率很高時,線圈絕緣介質將引起額外的損耗,其效果反不如單根導線好。

  (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,并采用間繞法繞制。

  (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值降低不大于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,利于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,有利于減小線圈的損耗。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的范圍。

  (7)減小繞制線圈的分布電容

  盡量采用無骨架方式繞制線圈,或者繞制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。對于多層線圈來說,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:經過漫漬和封涂后的線圈,其分布電容將增大20%-30%。

  總之,繞制線圈,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、全面布局、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

  線圈的裝配位置與其他各種元器的相對位置要符合設計的規定,否則將會影響整機的正常工作。例如,簡單的半導體收音機中的高頻阻流圈與磁性天線的位置要適當安排合理;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

  使用前,應檢查線圈的結構是否牢固,線匝是否有松動和松脫現象,引線接點有無松動,磁芯旋轉是否靈活,有無滑扣等。這些方面都檢查合格后,再進行安裝。

  (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%的電感量。應用在短波和超短波回路中的線圈,常留出半圈作為微調,移開或折轉這半圈使電感量發生變化,實現微調。多層分段線圈的微調,可以移動一個分段的相對距離來實現,可移動分段的圈數應為總圈數的20%-30%。實踐證明:這種微調范圍可達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

  線圈在使用中,不要隨便改變線圈的形狀。大小和線圈間的距離,否則會影響線圈原來的電感量。尤其是頻率越高,即圈數越少的線圈。所以,目前在電視機中采用的高頻線圈,一般用高頻蠟或其他介質材料進行密封固定。另外,應注意在維修中,不要隨意改變或調整原線圈的位置,以免導致失諧故障。

  (5)可調線圈的安裝應便于調整

  可調線圈應安裝在機器的易于調節的位置,以便于調整線圈的電感量達到最佳的工作狀態。

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