Навигация
Конструкторский расчет катушки индуктивности
22493
знака
0
таблиц
2
изображения
ВВЕДЕНИЕ
Катушка индуктивности является элементом радиоэлектронных средств функционирование которой определяется эффектом перехода энергии электрического поля в энергию магнитного поля вследствие протекания по контуру катушки электрического тока. Величина индуктивности определяется конструкцией токопровода и его размерами.
Различают катушки постоянной и переменной индуктивности. Катушки с большими изменениями индуктивности являются вариометрами, а с малыми изменениями индуктивности (10-15%) – подстроенными.
По конструктивному исполнению катушки делятся на цилиндрические и плоские. Цилиндрические катушки индуктивности бывают каркасные и бескаркасные.
Различают катушки индуктивности с однослойной и многослойной намоткой. Многослойные катушки менее технологичны и менее надежны. Различают также экранированные и неэкранированные катушки индуктивности.
В катушках индуктивности применяют магнитные и немагнитные сердечники характер, которого влияет на добротность катушки и интервал варьирования величины индуктивности.
Возможности создания миниатюрных катушек индуктивности очень малы.
В катушках индуктивности потери, влияющие на добротность, складываются из потерь элементов конструкции и увеличиваются при уменьшении размеров конструкции.
В производстве интегральных схем наметилась тенденция замены катушек индуктивности специальными схемами на транзисторах. В производстве гибридно-пленочных интегральных схем катушку индуктивности выполняют в планарном исполнении.
Перспектива развития катушек индуктивности связаны с разработкой новых материалов, имеющие высокие магнитные проницаемости и стабильность на радиочастотах, превосходящие по своим свойствам ферриты, а также развитием конструкции и технологии изготовления таких изделий.
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Заданная величина индуктивности, равная 2 мкГн, подстройка величины индуктивности ±5% от указанного значения, интервал варьирования лежит от 1,65 мкГн до 2,35 мкГн, может быть выполнена однослойной намоткой на каркас, в качестве которого может служить немагнитный сердечник, изменяя положение немагнитного сердечника относительно намотки можно достичь указанных пределов изменения индуктивности.
Рабочая частота 29 МГц.
Для эксплуатации необходимо, максимальную надежность конструкции, жесткость, защиту от влияния внешних воздействий: механических и электромагнитных, также необходимо ограничить влияние на другие элементы магнитного поля данной катушки. Кроме этого необходимо обеспечить минимальные габариты изделия.
Для обеспечения годовой программы выпуска, равной 1000 штук, необходимо как можно большая технологичность, а именно количество операций по сборке катушки индуктивности должно быть минимальным.
Годовой выпуск разрабатываемого изделия ориентировано на выпуск 1000 изделий в год, что при количестве рабочих дней 250 в году и односменной работе на участке сборки составляет 4 изделий за рабочую смену.
Условия эксплуатации – следует принять общеклиматическую группу с наибольшим разбросом температур, а именно: О 2.1 по ГОСТ 15150-69.Для того чтобы индуктивность катушки не выходила за указанный интервал, необходимо чтобы температурный коэффициент индуктивности был минимален, это значит, что необходимо использовать материалы с малыми значениями температурного коэффициента линейного расширения.
В задание были поставлены довольно строгие требования к параметрам катушки индуктивности так, область использования катушки требует от нее малой массы и габаритов; программа выпуска требует максимальной технологичности и простоты конструкции; при этом необходимо обеспечить максимальную добротность катушки.
2. ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В источнике [1, стр. 164] приведены конструкции типичных катушек индуктивности в миниатюризированном исполнении, эскиз такой конструкции приведен на рисунке 2.1.
1 - экран;
2- прокладка;
3- продстроечник;
4- каркас;
5- обмотка;
6- кольцо;
7- основание.
Рисунок 2.1 – Эскиз миниатюрного исполнения катушки индуктивности (диаметром 9 мм).
Для обеспечения заданной величины индуктивности намотку достаточно выполнить однослойной и с шагом, что облегчит сборку конструкции и уменьшит паразитную емкость.
Величина индуктивности таких катушек колеблется в пределах от сотых долей до сотен микрогенри. Должна обеспечиваться точность в пределах 0,3...0,5%. На практике применяются катушки индуктивности цилиндрические и кольцевые. Для обеспечения высокой добротности в качестве каркаса используются керамики. В настоящее время применяются катушки индуктивности с каркасами из вакуумплтной керамики. Для уменьшения ТКИ и потерь в собственной емкости каркасы имеют ребристую поверхность. Материалом для каркасов служит керамика. Используются каркасы диаметром от 4...30 мм.
Катушки на керамических каркасах изготавливают тремя способами:
на каркас наматывают с натяжением медный провод;
на горячий каркас наматывают с натяжением медную ленту;
на каркас наносят воженное серебро в виде витков обмотки и покрывают их гальвано способом слоем меди.
Для устранения паразитных связей, обусловленных внешним электромагнитным полем катушки, и для устранения влияния окружающего пространства катушка экранируется, т.е. располагается внутри замкнутого металлического заземлённого экрана. На практике материал для экрана используется из алюминиевого сплава. Под влиянием алюминиевого экрана уменьшается её индуктивность, увеличивается сопротивление и собственная ёмкость, но это приводит к снижению температурной стабильности индуктивности.
Практически величина добротности находится в пределах 10...1000, лучшая добротность однослойных цилиндрических катушек достигается при 
. Величина добротности зависит от частоты, геометрических размеров и конструкции, числа витков и типа провода. Так, на частотах до 
3...4 МГц преимущественно следует использовать провод типа литцендрат (ЛЭШО, ЛЭЛО, ЛЭВ, ЛЭТ), так как это позволяет получить более высокую добротность. При более высоких частотах применяют одножильный провод (ПЭВ, ПЭМ, ПЭЛО, ПЭЛ)
Добротность катушек на кольцевых каркасах относительно меньше, чем у таких же катушек на цилиндрических каркасах.
Похожие работы
... конструкции и технологии изготовления таких изделий. 1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ Согласно технического задания необходимо спроектировать экранированную катушку индуктивности : Рабочая частота – 5 МГц L = 20 мкГн Для обеспечения стабильности катушки индуктивности в указанных условиях эксплуатации, а именно: В 3.1 по ГОСТ 15150-69, всеклиматическое исполнение подразумевает рабочий ...
... электромагнитные свойства и стабильность, превосходящие существующие, а также развитием конструкции и технологии изготовления этих изделий. В данном курсовом проекте будем проектировать экранированную катушку индуктивности. 1. Анализ технического задания Заданием данного курсового проекта является проектирование экранированной катушки фильтра промежуточной частоты (ФПЧ) диапазона УКВ бытового ...
... +0.3*1.05+ 0.19 *1.25+ 0.24 *1.0+0. 15*1.0=1.1 Таким образом, уровень качества разрабатываемого устройства равен 1,1. 2.3. Расчет себестоимости устройства. Согласно ТЗ, производство источника бесперебойного питания – мелкосерийное, поэтому будем пользоваться соответствующими нормативами и методикой. 2.3.1 Расчет затрат на приобретение материалов. Расходы на приобретение материалов вычисляются на ...
... каскад передатчика. Был произведен конструкторский расчет катушек индуктивности и выбор стандартных номиналов емкостей и блокировочных дросселей. Были приобретены навыки анализа принципиальных схем радиопередающих устройств. Список использованной литературы 1. Проектирования радиопередающих устройств: Учеб. пособие для вузов/В.В. Шахгильдян, М.С. Шумилин, И.А. Попов и др.; Под ред. В.В
0 комментариев