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(chan) 部門根據規定的標準和係列進行生產(chan) 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標準生產(chan) 出來的產(chan) 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,自行製作。由於(yu) 電感線圈的應用極為(wei) 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(hui) 用到電感線圈。要想正確地用好線圈,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、並聯
每一隻電感線圈都具有一定的電感量。如果將兩(liang) 隻或兩(liang) 隻以上的電感線圈串聯起來總電感量是增大的,串聯後的總電感量為(wei) :
L串 = L1+L2+L3+L4……
線圈並聯起來以後總電感量是減小的,並聯後的總電感量為(wei) :
L並 = 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(you) 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(zhuan) 門儀(yi) 器,而且測試方法較為(wei) 複雜。在實際工作中,一般不進行這種檢測,僅(jin) 進行線圈的通斷檢查和Q值的大小判斷。可先利用萬(wan) 用表電阻檔測量線圈的直流電阻,再與(yu) 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(yan) 重短路萬(wan) 果局部短路是很難比較出來人這兩(liang) 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(yu) 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(men) 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;若采用多股線繞製時,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值較平繞時為(wei) 高,比亂(luan) 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(yan) 重;對有磁芯的高頻線圈,其Q值較天磁芯時為(wei) 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值大小並不太重要,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(wei) 防止磁飽和,其鐵芯要求順插,使其具有較大氣隙。為(wei) 防止線圈與(yu) 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(yu) 鐵芯之間絕緣電阻的檢測。具體(ti) 方法與(yu) 變壓器絕緣電阻的檢測方法相同(可參閱變壓器的檢測)。
對於(yu) 高頻線圈電感量L由於(yu) 測試起來更為(wei) 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。
對於(yu) 多個(ge) 繞組的線圈,還要用萬(wan) 用表檢測各繞組之間線圈是否短路;對於(yu) 具有鐵芯和金屬屏蔽罩的線圈,要測量其繞組與(yu) 鐵芯或金屬屏蔽罩之間是否短路。
3.繞製線圈的注意事項
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製。自行繞製時,要注意以下幾點:
(1)根據電路需要,選定繞製方法
在繞製空心電感線圈時,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,確定繞製方法。間繞式線圈適合在高頻和超高頻電路中使用,在圈數少於(yu) 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於(yu) 短波、中波回路中,其Q值可達到150-250,並具有較高的穩定性。
(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製,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製。
(3)繞製線圈抽頭應有明顯標誌
帶有抽頭的線圈應有明顯的標誌,這樣對於(yu) 安裝與(yu) 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為(wei) 磁芯材料。低頻用鐵氧體(ti) 作為(wei) 磁芯材料,其電感量較大,可高達幾亨到幾十亨。在幾十萬(wan) 赫到幾兆赫之間,如中波廣播段的線圈,一般采用鐵氧體(ti) 芯,並用多股絕緣線繞製。頻率高於(yu) 幾兆赫時,線圈采用高頻鐵氧體(ti) 作為(wei) 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製。在100MHz以上時,一般已不能用鐵氧體(ti) 芯,隻能用空心線圈;如要作微調,可用鋼芯。使用於(yu) 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,可以說是繞製線圈要注意的重點之一。那麽(me) ,如何提高繞製線圈的Q值呢,下麵介紹具體(ti) 的方法:
(1)根據工作頻率,選用線圈的導線
工作於(yu) 低頻段的電感線圈,一般采用漆包線等帶絕緣的導線繞製。工作頻率高於(yu) 幾萬(wan) 赫,而低於(yu) 2MHz的電路中,采用多股絕緣的導線繞製線圈,這樣,可有效地增加導體(ti) 的表麵積,從(cong) 而可以克服集膚效應的影響,使Q值比相同截麵積的單根導線繞製的線圈高30%-50%。在頻率高於(yu) 2MHz的電路中,電感線圈應采用單根粗導線繞製,導線的直徑一般為(wei) 0.3mm-1.5mm。采用間繞的電感線圈,常用鍍銀銅線繞製,以增加導線表麵的導電性。這時不宜選用多股導線繞製,因為(wei) 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(you) 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(wei) 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(wei) 骨架,並采用間繞法繞製。
(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(yu) 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(hui) 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(hui) 增大體(ti) 積,因而要選定合理屏蔽罩的直徑尺寸。
當屏蔽罩直徑Ds與(yu) 線圈直徑 D之比滿足如下數值即 Ds/D=1.6-2.5時,Q值降低不大於(yu) 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(jin) 減小線圈的電阻值,有利Q值的提高,而且縮小了線圈的體(ti) 積。
(6)線圈直徑適當選大些,利於(yu) 減小損耗
在可能的條件下,線圈直徑選得大一些,體(ti) 積增大了一些,有利於(yu) 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(cong) 體(ti) 積考慮,也不宜超過20mm-25mm的範圍。
(7)減小繞製線圈的分布電容
盡量采用無骨架方式繞製線圈,或者繞製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。對於(yu) 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:經過漫漬和封塗後的線圈,其分布電容將增大20%-30%。
總之,繞製線圈,始終把提高Q值,降低損耗,作為(wei) 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、全麵布局、合理設計出來的。作為(wei) 線圈的使用安裝者,注意如下的幾個(ge) 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(yu) 其他各種元器的相對位置要符合設計的規定,否則將會(hui) 影響整機的正常工作。例如,簡單的半導體(ti) 收音機中的高頻阻流圈與(yu) 磁性天線的位置要適當安排合理;天線線圈與(yu) 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,線匝是否有鬆動和鬆脫現象,引線接點有無鬆動,磁芯旋轉是否靈活,有無滑扣等。這些方麵都檢查合格後,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,依靠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靠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(wei) 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(ge) 分段的相對距離來實現,可移動分段的圈數應為(wei) 總圈數的20%-30%。實踐證明:這種微調範圍可達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(hui) 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於(yu) 調整
可調線圈應安裝在機器的易於(yu) 調節的位置,以便於(yu) 調整線圈的電感量達到最佳的工作狀態。