解析电感Q值及提高线圈Q值的解决方案

理解电感Q值是什么，它是电感的品质因素，用来衡量电感器件的主要参数。具体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。

对调谐回路中的电感线圈，Q值越高，回路的损耗就越小，回路的效率就越高;对耦合线圈来说，Q值可以低一些;而对于低频或高频扼流圈，则可以不做要求。Q值常受到导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等因素影响。

Q值过大，引起电感烧毁，电容击穿，电路振荡。Q很大时，将有VL=VC>>V的现象出现。这种现象在电力系统中，往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿，造成损失。所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。而在一些无线电设备中，却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。

如何在可控的情况下提高绕制线圈的Q值呢

1、根据工作频率，选用线圈的导线

工作于低频段的电感线圈，一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。工作频率高于几万赫，而低于2MHz的电路中，采用多股绝缘的导线绕制线圈，这样，可有效地增加导体的表面积，从而可以克服集肤效应的影响，使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30％－50％。在频率高于2MHz的电路中，电感线圈应采用单根粗导线绕制，导线的直径一般为0.3mm－1.5mm。采用间绕的电感线圈，常用镀银铜线绕制，以增加导线表面的导电性。这时不宜选用多股导线绕制，因为多股绝缘线在频率很高时，线圈绝缘介质将引起额外的损耗，其效果反不如单根导线好。

2、选用优质的线圈骨架，减少介质损耗

在频率较高的场合，如短波波段，因为普通的线圈骨架，其介质损耗显著增加，因此，应选用高频介质材料，如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架，并采用间绕法绕制。

3、选择合理的线圈尺寸，可以减少损耗外径一定的单层线圈（φ20mm-30mm），当绕组长度 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/D＝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。

4、减小绕制线圈的分布电容

尽量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。应当指出的是：经过漫渍和封涂后的线圈，其分布电容将增大20％－30％。