Определение температурного коэффициента индуктивности

3.6 Определение температурного коэффициента индуктивности

Температурный коэффициент индуктивности (ТКИ) представляет собой сумму нескольких слагаемых и определяется по формуле:

(3.28)

где – высокочастотная составляющая, учитывающая влияние эффекта близости,

– составляющая, вносимая сердечником,

– геометрическая составляющая,

– составляющая, вносимая емкостью через диэлектрик,

– составляющая, вносимая экраном,

Воздействие температуры приводит к изменению удельного сопротивления материала обмотки. В результате происходит изменение глубины проникновения тока высокой частоты, что эквивалентно изменению диаметра витка обмотки. Данная высокочастотная составляющая ТКИ определяется через добротность катушки для значения коэффициента  для провода круглого сечения [3].

(3.29)

 

Составляющая ТКИ , вносимая магнитным сердечником, определяется как:

(3.30)

где – коэффициент использования магнитной проницаемости,

– температурный коэффициент изменения магнитной проницаемости карбонильного железа марки Р100. Тогда составляющая  ТКИ будет равна:

 

Геометрическая составляющая ТКИ рассчитывается по формуле:

(3.31)

где – ТКЛР диаметра,

– ТКЛР длины,

Поскольку для изготовления катушки был выбран метод горячей намотки, то  и формула для геометрической составляющей ТКИ приобретает вид:

 (3.32)

В данном случае  является ТКЛР диаметра полистирольного каркаса, а ТКЛР полистирола  . Таким образом =.

Составляющая ТКИ , вызываемая изменением собственной емкости, рассчитывается по формуле:

 (3.33)

где – температурный коэффициент диэлектрической проницаемости каркаса (полистирола), равный  (из [3], таблица П.8);

С – полная емкость контура, равная

 (3.34)

Рассчитываем величину :

 

Составляющая ТКИ , обусловленная влиянием экрана, вычисляется по формуле:

(3.35)

где – ТКЛР материала экрана, в нашем случае для алюминия   (из [3], таблица П.1);

– коэффициент, определенный по графику (из [3], рисунок П.1) и равный  для .

Таким образом

 

ТКИ проектируемой катушки является суммой всех рассчитанных компонентов:

4. Описание конструкции и технологии

Катушка индуктивности состоит из провода, которым является медный обмоточный провод марки ПЭВТЛ-1-0,25 намотанного на каркас из полистирола с длиной намотки 12,3 мм и использованием метода “горячей намотки”; сердечника из феррита 600НН, которым производится подстройка индуктивности в заданных пределах. Для защиты катушки от внешних электрических полей, влияния окружающей среды, и защиты от механических повреждений используется электростатический алюминиевый экран квадратного сечения размерами 252518 мм. Выводы катушки механически закрепляются на контактных ножках и припаиваются припоем ПОС-61. Согласно техническому заданию годовая программа выпуска катушек индуктивности составляет 10000 штук, что соответствует массовому производству, значит возможно использовать полуавтоматизированное производство.

Паспорт катушки индуктивности

Фактическая индуктивность

- максимальная, мкГн 225,75

- минимальная, мкГн 204,75

Возможное отклонение от фактической величины, 5

Добротность 243,4

Температурного коэффициента индуктивности 1/град. 55,2 10^-6

Количество витков 35

Тип провода ПЭВТЛ-1-0,25

Сердечник феррит 600НН

Диаметр каркаса, мм 12

Длина намотки, мм 12,3

Условия эксплуатации (ГОСТ 15150-69) УХЛ 4.2

Механические условия эксплуатации (ГОСТ 15230-69) УХЛ 4.2

Выводы

В процессе расчета катушки индуктивности была определена ее конструкция, сборочный чертеж которой помещен в приложении. Величина индуктивности катушки может изменяться в пределах 214,75…225,75 мкГн, что конструктивно обеспечивается перемещением сердечника относительно обмотки. Катушка обладает хорошей добротностью () и ТКИ (). Конструкция катушки индуктивности очень проста. Это дает возможность свести к минимуму количество сборочных операций, что весьма необходимо для массового производства при годовой программе выпуска 1000 штук. Таким образом, поставленная в техническом задании задача решена.

Список использованной литературы

1.  Полонский Н.В. Конструирование электромагнитных экранов для РЭА.- М.: Сов. радио, 1975. – 323с.

2.  Рогинский В.Ю. Экранирование в радиоустройствах.- Л.: Энергия, 1969.- 112с.

3.  Бландова Е.С. Индуктивные элементы. - М.:Высш.шк., 1985. – 405с.

4.  Васильева Л.С. и др. Катушки индуктивности аппаратуры связи. – М.: Связь. – 1973.

5.  Полонский Н.Б. Конструирование электромагнитных экранов для РЭА.

6.  Рогинский В.Ю. Экранирование в радиоустановках. Л.: Энергия, 1969. – 112с.

7.  Справочный материал на магнитные материалы и магнитопроводы. ж.Радио" №3, №10/2001, №6/2000.

8.  Костиков В.Г. и др. источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов. - 2^-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 344с.

9.  Горский А.Н. Расчет электрических элементов источников вторичного электропитания. – М.: Радио и связь, 1998.

10.  Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Пер. с нем.– М.: Мир, 1990. –256с.

11.  Волгов В.А. Детали и узлы РЭА.- М.: Энергия, 1977.- 623с.