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大功率直流电源电感线圈的品质因素Q如何鉴别?

大功率直流电源电感线圈的品质因素Q

因数Q是表示线圈质量的一个重要参数。Q值的大小,表明大功率直流电源电感线圈损耗的大小,其Q值越大,线圈的损耗越小;反之,其损耗越大。

品质因数Q的定义为:当线圈在某一频率的交流电压下工作时,线圈所呈现的感抗和线圈直流电阻的比值。它可以用公式表达如下:

大功率直流电源电感线圈的品质如何鉴别?

式中:W--工作角频率 L--线圈大功率直流电源电感量 R--线圈总耗损电阻


根据使用场合的不同,对品质因数Q的要求也不同。对调谐回路中的大功率直流电源电感线圈,Q值要求较高,因为Q值越高,回路的损耗就越小,回路的效率就越高;对鹅合线圈来说,Q值可以低一些;而对于低频或高频扼流圈,则可以不做要求。


实际上,Q值的提高往往受到一些因素的限制,如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。因此,线圈的Q值不可能做得很高,通常Q值为几十至一百,最高也只有四五百。


大功率直流电源电感的主要特性参数

    

1、大功率直流电源电感量L及精度

大功率直流电源电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的大功率直流电源电感线圈(色码大功率直流电源电感)外,大功率直流电源电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。线圈大功率直流电源电感量的大小,主要决定于线圈的直径、匝数及有无铁芯等。大功率直流电源电感线圈的用途不同,所需的大功率直流电源电感量也不同。例如,在高频电路中,线圈的大功率直流电源电感量一般为0.1uH—100H。

大功率直流电源电感量的精度,即实际大功率直流电源电感量与要求大功率直流电源电感量间的误差,对它的要求视用途而定。对振荡线圈要求较高,为0.2-0.5%。对耦合线圈和高频扼流圈要求较低,允许10—15%。对于某些要求大功率直流电源电感量精度很高的场合,一般只能在绕制后用仪器测试,通过调节靠近边沿的线匝间距离或线圈中的磁芯位置来实现。


2、感抗XL

大功率直流电源电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与大功率直流电源电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL


3、品质因素Q

线圈的品质因数

品质因数Q用来表示线圈损耗的大小,高频线圈通常为50—300。对调谐回路线圈的Q值要求较高,用高Q值的线圈与电容组成的谐振电路有更好的谐振特性;用低Q值线圈与电容组成的谐振电路,其谐振特性不明显。对耦合线圈,要求可低一些,对高频扼流圈和低频扼流圈,则无要求。Q值的大小,影响回路的选择性、效率、滤波特性以及频率的稳定性。一般均希望Q值大,但提高线圈的Q值并不是一件容易的事,因此应根据实际使用场合、对线圈Q值提出适当的要求。

线圈的品质因数为:

Q=ωL/R 式中:

ω——工作角频;

L——线圈的大功率直流电源电感量;

R——线圈的总损耗电阻线圈的总损耗电阻,它是由直流电阻、高频电阻(由集肤效应和邻近效应引起)介质损 耗等所组成。"

为了提高线圈的品质因数Q,可以采用镀银铜线,以减小高频电阻;用多股的绝缘线代替具有同样总裁面的单股线,以减少集肤效应;采用介质损耗小的高频瓷为骨架,以减小介质损耗。采用磁芯虽增加了磁芯损耗,但可以大大减小线圈匝数,从而减小导线直流电阻,对提高线圈Q值有利。

 大功率直流电源电感线圈的品质如何鉴别?

品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值。


4、分布电容

线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。


5、固有电容

线圈绕组的匝与匝之间存在着分布电容,多层绕组层与层之间,也都存在着分布电容。这些分布电容可以等效成一个与线圈并联的电容C。


6、允许误差

大功率直流电源电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。


7、标称电流

指线圈允许通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E分别表示,标称电流值为50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。


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