Cuộn cảm thành phần thụ động trong tất cả các loại ứng dụng mạch rất phổ biến, nhưng phân loại cũng rất phong phú, theo các tính chất, hình thức hoặc cấu trúc khác nhau, có thể được chia thành nhiều loại, đối với cuộn cảm thì giá trị Q được định nghĩa như thế nào? Người ta nói rằng giá trị Q của nó càng cao, cụ thể là hệ số Q càng cao thì càng tốt. Vậy, làm thế nào để tăng hệ số Q này?

Trước hết, chúng ta hãy nhận biết giá trị Q, giá trị Q là gì?

Giá trị Q của cuộn cảm

Còn được gọi là hệ số chất lượng của cuộn cảm, đây là thông số chính để đo thiết bị cuộn cảm. Chỉ cuộn cảm khi hoạt động ở điện áp AC ở tần số nhất định. Tỷ lệ điện trở tổn thất tương đương của nó. Giá trị Q của cuộn cảm càng cao thì tổn thất càng nhỏ và hiệu suất càng cao.

Công thức tính giá trị Q

Hệ số khối lượng cũng có thể được viết là năng lượng được lưu trữ trong mạch Q=2pi* / năng lượng mà mạch tiêu thụ trong một chu kỳ. Mối quan hệ giữa dải thông BW và tần số cộng hưởng w0 và hệ số khối lượng Q là: BW = wo/Q, chỉ ra rằng nếu Q lớn, băng thông dải thông hẹp, và nếu Q nhỏ, băng thông dải thông nhỏ.

Q = WL / R = 1 / gwl

Ở đây :

• Q là hệ số chất lượng
• W là tần số cung cấp điện khi mạch cộng hưởng
• L là cuộn cảm
• R là điện trở xếp tầng
• G là độ dẫn
• Giá trị Q là hệ số chất lượng, là tỷ số giữa công suất hoạt động và tổng công suất hoạt động

Hệ số phẩm chất của cuộn cảm Q

Giá trị Q là để tính đến các thông số cơ bản của cuộn cảm, nghĩa là, đề cập đến cuộn cảm ở một tần số nhất định của mạch AC, góc trở kháng gây ra bởi tỷ lệ giá trị điện trở mạch nối tiếp tương đương của nó, giá trị Q của cuộn cảm càng cao, tổn thất càng nhỏ và hiệu suất càng cao. Hệ số chất lượng Q là một thông số quan trọng phản ánh chất lượng của cuộn dây và việc cải thiện giá trị Q của cuộn dây có thể được gọi là một trong những điểm chính cần chú ý trong cuộn dây quấn

1. Cuộn dây cảm ứng hoạt động trong dải tần số thấp thường được quấn từ các đường dây truyền tải có ống bọc cách điện như dây bọc dây

Công suất đầu ra của cuộn cảm cao hơn hàng chục nghìn Hz và các đường dây nhỏ hơn 2MHz, cuộn dây quấn đường truyền sử dụng dây cách điện nhiều lõi, theo cách đó, diện tích bề mặt của dây dẫn có thể được tăng lên một cách hợp lý, sau đó có thể xử lý tác hại của hiệu ứng bề mặt, do đó, giá trị Q có thể cao hơn 30% -50% so với cuộn dây quấn của đường truyền có cùng tiết diện. Trong các đường dây có tần số cao hơn 2MHz, cuộn cảm nên được quấn bằng đường truyền dày và khẩu độ của đường truyền thường là 0,3mm-1,5mm. Cuộn cảm quấn xen kẽ được quấn bằng dây lõi đồng mạ điện để cải thiện độ dẫn điện của lớp bề mặt của đường truyền. Khi cuộn cảm không phù hợp để quấn đường truyền nhiều lõi, vì cáp cách điện nhiều lõi ở tần số rất cao, hợp chất ống bọc cách điện của cuộn dây sẽ gây ra tổn thất bổ sung, hiệu quả của nó không tốt bằng một đường truyền đơn.

2. Sử dụng khung cuộn dây chất lượng cao (Bobbin), giảm thiểu thất thoát hóa chất hữu cơ

Ở những nơi ứng dụng tần số cao, chẳng hạn như dải sóng ngắn, do cấu trúc cuộn dây chung, tình trạng mất hóa chất hữu cơ được cải thiện đáng kể, do đó, nên lấy nguyên liệu thô hợp chất tần số cao, chẳng hạn như gốm tần số cao, PTFE mật độ cao có mật độ tương đối cao, độ cứng cao của polyethylene mật độ cao, v.v. làm khung và nên sử dụng phương pháp quấn xen kẽ.

3. Chọn thông số kỹ thuật của mô hình cuộn dây hợp lệ

Nó có thể làm giảm tổn thất của một đường kính ngoài nhất định của một cuộn dây một mặt (φ20mm-30mm), khi chiều dài điện trở quấn L và đường kính D thị phần L/D = 0,7 khi nó có tổn thất tối thiểu; Cuộn dây nhiều lớp có đường kính nhất định L/D = 0,2-0,5, với t/D = 0,25-0,1, tổn thất của nó là thấp nhất.
Điện trở quấn của độ dày và độ mỏng của nó là cuộn dây t. Trong trường hợp điện trở ngắn L và đường kính D đảm bảo 3t + 2L = D, tổn thất cũng là tối thiểu. Cuộn dây có lõi từ có khả năng chống nhiễu là tốt nhất khi L/D = 0,8-1,2.

4. Chọn đường kính lõi có khả năng chống nhiễu hiệu quả

Việc sử dụng lớp chắn sẽ làm tăng tổn thất của cuộn dây, do đó giá trị Q bị giảm, do đó thông số kỹ thuật mô hình của lớp chắn không thể quá nhỏ. Nếu lớp chắn quá lớn, thể tích sẽ bị mở rộng, do đó hãy chọn thông số kỹ thuật mô hình đường kính của lớp chắn hiệu quả. Khi tỷ lệ đường kính lớp chắn Ds so với đường kính cuộn dây D được đảm bảo như minh họa bên dưới, tức là Ds/D = 1,6-2,5, giá trị Q giảm không quá 10%.

5. Việc sử dụng lõi từ có thể làm giảm đáng kể số vòng dây của cuộn dây, việc sử dụng lõi từ trong cuộn dây, làm giảm số vòng dây của cuộn dây, không chỉ làm giảm điện trở của cuộn dây, có lợi cho việc tăng giá trị Q và giảm thể tích của cuộn dây

6. Chọn đường kính cuộn dây lớn vừa phải

Có lợi cho việc giảm tổn thất trong điều kiện có thể, đường kính của cuộn dây được chọn lớn hơn và thể tích được mở rộng, có lợi cho việc giảm tổn thất của cuộn dây. Sử dụng chung cho bộ thu, đường kính cuộn dây một mặt lấy 12mm-30mm; Cuộn dây hai lớp lấy 6mm-13mm, nhưng không phù hợp với loại cao hơn 20mm-25mm.

7. Giảm điện dung phân bố của cuộn dây

Trong khả năng có thể, hãy chọn phương pháp quấn cuộn dây không có cấu trúc hoặc quấn cuộn dây trên cấu trúc gân lồi, có thể giảm điện dung phân tán của cuộn dây nhiều lớp từ 15% – 20%; phương pháp quấn đoạn có thể giảm điện dung phân tán của cuộn dây nhiều lớp từ 1/3 đến 1/2.