Проектирование плёночных катушек

Как отмечалось, вследствие влияния собственного и внешнего размагничивания в спиральных катушках, обеспечение заданной индуктивности по проектным оценкам не отличается достаточной точностью. Требуемое значение индуктивности обеспечивается подстройкой параметра или компенсируется в резонансных включениях подбором ёмкости конденсаторов.

К проектированию спиральных катушек формируется перечень исходных данных:

– функциональные параметры:

а) индуктивность, L;

б) добротность, Q;

в) рабочая частота, f, МГц;

– параметры материалов катушки:

а) удельное сопротивление проводника, ρ;

б) параметры материала подложки (диэлектрическая проницаемость ε, tg δ учитываются косвенно);

– конструктивно-технологические ограничения:

а) погрешность линейных размеров ∆L (или минимально допустимые размеры зазора между проводниками и ширины проводника) и совмещения ∆С для компоновки вывода от внутреннего витка;

б) допустимая толщина проводника, h;

в) максимально-допустимый наружный диаметр катушки Dн max;

г) наличие и вид экранирующих элементов.

В результате расчёта должны быть приведены в соответствие наружный диаметр, число витков катушки, ширина проводника, зазор между витками с заданными значениями индуктивности и добротности на заданной рабочей частоте.

Расчётная методика, позволяющая сформировать оценочные значения размеров для доводки на экспериментальных образцах, сводится к последовательности операций:

– назначается допустимый наружный Dн и оптимальный внутренний Dвн диаметр катушки;

– из соотношения (4.54) определяется шаг t расположения витков:

t = k ∙ (Dвн)^3/2/√L; (4.59)

– из формулы (4.56) определяется ширина проводника витка катушки:

b = Q∙ρ∙t∙ (D²н/D²вн – 1) ∙10⁴/16 ∙f∙Dвн∙k²∙h; (4.60)

– для учёта влияния поверхностного эффекта расчётное значение ширины проводника завышается в 1,5–2 раза;

– по допустимому технологическому значению межвиткового зазора и ширине проводника b проверяется и приводится в соответствие размер шага катушки t (если это возможно, или констатируется факт несоответствия заданным функциональным параметрам);

– для оптимального отношения Dн/Dвн ≈ 0,4 определяется число витков катушки по размещению:

N = (Dн – Dвн)/2∙ t;

– по формулам (4.54), (4.56) проводится поверочный расчёт с приоритетом обеспечения заданной индуктивности;

– по результатам расчёта корректируются размеры и число витков и принимается заключение об исполнимости предъявленных требований;

– в случае общего соответствия требований к функциональным параметрам и конструктивному исполнению катушки по графикам рисунков (4.16), (4.17) и формуле (4.55) оцениваются влияние и поправки на размагничивающее действие смежных размагничивающих элементов;

– в случае несоответствия конструкции катушки предъявленным требованиям принимается решение о применении исполнения катушек в виде компонент.

Порядок выполнения работы:

1. Получить у преподавателя исходные данные.

2. Рассчитать топологию индуктивности на основе полученных данных.

3. Оформить отчет.

Поиск по сайту: