磁芯獲得Q值的繞制方法
出處:tuwen 發(fā)布于:2008-11-08 16:36:27
在低頻段,主要損耗是由線圈的直流電阻引起。主要考慮的問題是如何限度地利用繞組面積。除非電感非常大,以致自諧振頻率出現(xiàn)在工作頻率附近,分布電容的影響很少被考慮。在一個(gè)環(huán)形磁芯上繞多匝數(shù)的有效辦法是將磁芯裝在繞線機(jī)上并沿一個(gè)方向不停繞線,直到繞滿為止,這種技術(shù)叫“360°繞法”。
在中頻段需要使用特殊繞制技術(shù),以減小分布電容,以往返方式將一半匝數(shù)繞在磁芯的180°扇形區(qū)內(nèi),然后以同樣的方式將余下匝數(shù)繞在磁芯的另一半扇形區(qū)內(nèi),這樣可以減小分布電容,這種技術(shù)叫做“兩段繞法”。如果繞一半的匝數(shù)后,從繞線機(jī)上取出磁芯,翻轉(zhuǎn)后重新裝上,然后再繞另一半,將兩個(gè)線圈的始端連接在一起,末端作為接線端,這樣分布電容更小,這種修正的兩段繞組方式通常叫“反向兩段繞法”。
若將磁芯分成四個(gè)90°的扇形區(qū)域,以往返方式在每個(gè)扇形內(nèi)繞總匝數(shù)的四分之一,就得到四段繞組線圈。四段繞組的分布電容比兩段繞組的小。鑒于兩段繞法和JbU°繞法用表中的線徑,四段繞組線圈必須減小一號(hào),從而增加了銅耗。

當(dāng)工作頻率接近50kHz或更高時(shí),分布電容因?yàn)樽灾C振和繞組絕緣介質(zhì)損耗而成為限制Q值的一個(gè)嚴(yán)重因素。使分布電容減至的繞制方法是“背到背前向繞法”。每次繞完30°扇形區(qū),這時(shí)將總匝數(shù)的一半繞到磁芯的整個(gè)180°扇形內(nèi),然后將磁芯從繞線機(jī)上取下,翻轉(zhuǎn)后再重新裝上,再以同樣方式繞完。將兩個(gè)始端連接,而末端作為線圈的接線端。為了進(jìn)一步減小分布電容,常常用絕緣層屏蔽隔離兩個(gè)末端。絞合線和“背到背前向繞法”結(jié)合,可減小趨膚效應(yīng)損耗。和四段繞組一樣,線徑比從表中查出的減小一號(hào),若在繞完180°扇形區(qū)后,不從繞線機(jī)上取下磁芯翻轉(zhuǎn),而是繼續(xù)繞完360°磁芯,便得到“直接前向型繞法”。雖然比“背到背前向繞法”差一些,但由于減小了繞制時(shí)間,故常常采用。
當(dāng)線圈有一個(gè)抽頭時(shí),為了避免漏電感,希望磁耦合系數(shù)據(jù)接近于1。當(dāng)磁導(dǎo)率為125或更高時(shí),360°繞法的典型磁耦合系數(shù)約等于0.99。兩段繞組的耦合系數(shù)約0.8。四段和前向繞法的耦合系數(shù)近似為0.3,這通常是難以接受的。在360°繞法和前向繞法之間折中可提高帶抽頭電感的耦合。即在整個(gè)磁芯上以直接前向方式繞抽頭前的匝數(shù),余下的匝數(shù)以同樣方式均勻地繞在已繞好的繞組上。為了得到好的耦合,繞組抽頭前的部分通常應(yīng)該和剩下部分盡量靠近。然而這會(huì)增加分布電容,所以可能要折中考慮。高磁導(dǎo)率的磁芯可以增加耦合,但有時(shí)會(huì)引起過多的磁芯損耗。整個(gè)電感和抽頭電感的比值越高,耦合系數(shù)就越小。如果可能,電感比值為10或更大的情況要盡量避免。
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