电感的Q值也叫作品质因数,其为无功功率除以有功功率。简单理解的话,就是在一个信号周期内,无功功率为电感存储的能量,有功功率为电感消耗的能量。
Q值是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡。
Q表是一种通用的多用途,多量程的阻抗测量仪器。可用以测量高频电感或谐振回路的α值、电感器的电感量和分布电容量、电容器的电容量和损耗角、电工材料的高频介质损耗、高频回路的有效并联及串联电阻、传输线的特性阻抗等。能广泛地用于科研机构、学校、工厂等单位。
今天唯尔教育小编就结合唯尔教育VR仿真课程来介绍下如何使用高频Q表测量电感的Q值。
01:14一、如何使用Q表测量电感的Q值?
1.校正机械零点
将仪器安装在水平的工作台上,校正定位指示电表的机械零点。将频率旋钮逆时针方向旋至调谐指示指向0点位置。
2.频率旋钮
将微调电容旋钮调至表盘指针指向0点位置。
3.微调电容
将被测线圈接在仪器顶部的“Lx”接线柱上
4.接被测线圈
接通电源,调节各个旋钮,使定位表指示在“QX1”上。
5.调节频率旋钮
首先尝试改变频率,改变频段,调节主调电容度盘,使之远离谐振点。此时Q值表指示最大,Q值表头指示值便为测量回路的Q值。
6.调节主调电容
调节旋钮,使定位表指示在“QX2”上。调节频率,调节主调电容,此时Q值表头指示值便为测量回路的Q值。
二、3招提高电感Q值
1.通过减小分布电容来提高Q值
电感线圈的分布电容也是损耗的一种,也是造成电感Q值降低的原因之一。如果我们采用无骨架方式绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容15%-20%;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3~l/2。对于多层线圈来说,直径D越小,绕组长度L越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。
2.电感线圈尺寸来提高Q值
不同的电感线圈尺寸,损耗也有所不同,我们可以通过减少线圈损耗的方式来提高电感Q值。
根据工程师实际经验发现:
如果电感绕组为(φ20mm-30mm)单层线圈,绕组长度L与外径D的比值L/D=0.7时,其损耗最小;
外径一定的多层线圈L/D=0.2-0.5,用t/=0.25-0.1时,其损耗最小。
绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t+2L=D的情况下,损耗也最小。
采用屏蔽罩的线圈,其L/D=0.8-1.2时最佳。
因此,对于那些安装空间比较充裕的项目,我们完全可以通过合理的电感线圈尺寸来提高电感Q值。
3.选定合理屏蔽罩的直径
屏蔽电感增加了电感EMC性能,但是同时也使Q值降低,所以当电感必须使用屏蔽罩的时候,在保证电感性能前提下,要提高屏蔽电感Q值,必须选定合理屏蔽罩的直径尺寸。
当屏蔽罩直径Ds与线圈直径D之比满足如下数值即Ds/D=1.6-2.5时,Q值降低不大于10%。
实际上,Q值的大小取决于实际应用,并不是越大越好。例如,如果设计一个宽带滤波器,过高的Q值将使带内平坦度变坏。在电源去耦电路中采用LC滤波时,高Q值的电感和电容极容易产生自谐振状态,这样反而对谐振频率附近的噪声有所放大。
Q值越高,电感的性能越接近于理想的无损电感,这也说明了它在谐振电路中的选择性更好,因此,谐振电路要选择高Q值电感。
以上,就是唯尔教育关于Q表的部分内容了。