利茲線技術(shù)基礎(chǔ)

1、外面周邊效應(yīng)相鄰導(dǎo)體或其余電氣元件中交變磁場(chǎng)的影響也能夠惹起電流偏移的效應(yīng)。與趨膚效應(yīng)惹起的渦流不一樣，外面周邊效應(yīng)其實(shí)不以導(dǎo)體為中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。這是因?yàn)榻蛔兇艌?chǎng)是由外面電流產(chǎn)生的，所以其方向在導(dǎo)體任何地點(diǎn)幾乎是同樣的。這里的渦流也會(huì)惹起電阻消耗，進(jìn)而致使歐姆電阻顯然上漲。產(chǎn)生這些渦流所必要的能量是由外面電流惹起的磁場(chǎng)所供給的。因?yàn)闇u流和產(chǎn)生它的磁場(chǎng)之間的擾亂，在任何其余相鄰的導(dǎo)體中也會(huì)惹起額外的高頻消耗。內(nèi)部周邊效應(yīng)利茲線內(nèi)單股線的交變磁場(chǎng)將會(huì)在周邊的單股線中產(chǎn)生渦流，進(jìn)而惹起消耗。因?yàn)檫@些磁場(chǎng)由內(nèi)部的單股線產(chǎn)生，所以稱之為內(nèi)部周邊效應(yīng)，形式上近似于趨膚效應(yīng)，其電流偏移見下列圖。頻次的增添致使

2、利茲線的電氣消耗增添，在某些狀況下甚至超出同樣直流電阻的實(shí)心導(dǎo)體的消耗。比如，下列圖顯示了周邊單股線之間電流的非均勻散布（電流密度從藍(lán)色到紅色遞減）。這一效應(yīng)表示利茲線存在最正確的頻次范圍以使其電氣消耗低于實(shí)心導(dǎo)體。高出此范圍，使用多股單線的利茲線會(huì)有負(fù)面影響。所以，在考慮導(dǎo)體的高頻消耗時(shí)趨膚效應(yīng)和周邊效應(yīng)是最重要的要素，此中內(nèi)部和外面周邊效應(yīng)的組合影響占主導(dǎo)作用。關(guān)于指定的工作頻次，在大部分狀況下只有益茲線構(gòu)造能夠幫助減少消耗。這時(shí)利茲線的構(gòu)造參數(shù)，如單線股數(shù)、單線直徑、絞合步數(shù)、絞距和絞向都一定依據(jù)詳細(xì)的應(yīng)用來確認(rèn)。同時(shí)要注意，每股單線都在利茲線截面積上據(jù)有自己固定的地點(diǎn)。本文中由漆包單線

3、絞合而成的利茲線被稱為高頻（HF）利茲線。單線直徑和頻次范圍的關(guān)系高頻利茲線的設(shè)計(jì)和構(gòu)造及其產(chǎn)生的電氣性能取決于很多要素。采納不一樣的設(shè)計(jì)方案能夠獲取周邊的性能參數(shù)，但需要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來正確立義利茲線的構(gòu)造，以保證產(chǎn)品能夠被經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)固地生產(chǎn)。所以，關(guān)于每個(gè)特定的應(yīng)用，正確選擇單線直徑是特別重要的考慮要素。下邊的表格列出了單線直徑和頻次范圍的介紹關(guān)系。頻次范圍kHz單線標(biāo)稱直徑mm頻次范圍kHz單線標(biāo)稱直徑mm從到從到0.0610.4000.2541100.2540.20010200.2000.12720500.1270.102501000.1020.0791002000.0790.06320035

4、00.0630.0503508500.0500.04085014000.0400.030140030000.0300.020高頻利茲線消耗的計(jì)算高頻消耗由各樣消耗要素的積累影響，以及利茲線應(yīng)用的工作條件所決定。所以沒法用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式進(jìn)行計(jì)算，一定依賴對(duì)應(yīng)用的深入理解和一些額外的工具。溝通電阻/直流電阻比率跟著頻次的增添，電流愈來愈沿著導(dǎo)體表面流動(dòng)。相關(guān)于直流電阻RDC，丈量到的溝通電阻RAC將上漲。跟著電阻值增大，歐姆消耗將增添，在高頻下甚至能夠超出直流消耗。RAC/RDC-因子是溝通電阻與直流電阻的比值(RAC/RDC1)，也是利茲線高頻性能的一個(gè)指標(biāo)。在給定利茲線構(gòu)造的大部分狀況下，RA

5、C/RDC因子可被正確地丈量或計(jì)算。依據(jù)相應(yīng)的頻次范圍，其典型值一般為1-12。除了正確選擇單線直徑外，利茲線構(gòu)造設(shè)計(jì)也有著同樣重要的地位。下列圖是擁有同樣的導(dǎo)體截面積的五種不一樣利茲線構(gòu)造在不一樣頻次下的RAC/RDC曲線。圖表顯示，跟著頻次的增添，溝通電阻和高頻消耗也將增添。頻次為1MHz時(shí)，單線線徑為50m的利茲線構(gòu)造成效最正確?？墒?.29的RAC/RDC因子仍顯然高于1.0的最優(yōu)值。在這類狀況下，首選的改良可能是選擇較小的單線直徑以及優(yōu)化的絞合構(gòu)造。線圈質(zhì)量因數(shù)質(zhì)量因數(shù)權(quán)衡一個(gè)振蕩的電氣或機(jī)械系統(tǒng)的消耗的自由度。比如，較高的質(zhì)量因子表示諧振能量消耗的速率較小，振動(dòng)衰減得比較慢。一個(gè)裝

6、有高質(zhì)量軸承的單擺在空氣中運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量因子較高，而浸在油中運(yùn)動(dòng)的單擺的質(zhì)量因子則較低。維基百科定義一個(gè)電子諧振電路由空氣線圈(電感L)、電容(C)和歐姆電阻(R)構(gòu)成。質(zhì)量因數(shù)丈量的是諧振總能量與其能量消耗之間的關(guān)系。高質(zhì)量系統(tǒng)的一個(gè)重要條件是使用高質(zhì)量因數(shù)的線圈(線圈質(zhì)量因數(shù)QCoil)。線圈的基本消耗要素是其電阻RL,Coil，電阻將遇到趨膚效應(yīng)和周邊效應(yīng)的影響并隨頻次的增添而增大。此中:QCoil=f*L/RL,Coil(f)此中f=頻次HzL=線圈電感nHRL,Coil=線圈電阻Ohm以單層平面線圈為例：L=Lplanar=(21,5*N2*2a)/(1+2,72其w=繞組寬度*w/2

7、a)中cma=均勻半徑cmN=匝數(shù)不一樣影響要素的互相擾亂，使得線圈質(zhì)量因數(shù)的變化趨向遇到頻次影響。這些要素包含：頻次f:線圈的質(zhì)量因數(shù)跟著頻次的上漲而增添，因?yàn)楦哳l消耗增添，抵達(dá)某個(gè)點(diǎn)時(shí)再次減小。經(jīng)過利茲線構(gòu)造（單線股數(shù)、標(biāo)稱直徑、絞距）的調(diào)整來增添質(zhì)量因數(shù)是可行的。電感L:線圈質(zhì)量因數(shù)跟著電感的增添（比如跟著匝數(shù)N的增添）而增大?？墒窃谳^高的頻次下，增添的線圈電阻消耗RL,Coil會(huì)帶來負(fù)面影響而削弱這一效應(yīng)。線圈的固有電容跟著匝數(shù)的增添而增大。電阻RL,Coil:線圈的電阻消耗受導(dǎo)體總截面ACu的影響。RL,Coil的減小最先會(huì)致使質(zhì)量因數(shù)增大。但在較高頻次時(shí)，因?yàn)楦哳l消耗的增大，質(zhì)量因數(shù)快速降低。經(jīng)過利茲線構(gòu)造（單線股數(shù)、標(biāo)稱直徑、絞距）的調(diào)整來增添質(zhì)量因數(shù)是可行的。經(jīng)過丈量3種不一樣構(gòu)造的匝數(shù)為12的睿智絞線平面線圈，利茲線和線圈的構(gòu)造對(duì)質(zhì)量因數(shù)的影響以下邊圖表所示。經(jīng)過減小絞距(圖表上的紅線，SL=10mm)，能在整個(gè)頻次范圍以內(nèi)增添線圈質(zhì)量因數(shù)(對(duì)比藍(lán)色實(shí)線，絞距SL=26mm)。假如只要要在選定的頻次范圍內(nèi)增添