Как да проектираме намотка

Всеки любител, който иска да се забърка в радиото, трябва в даден момент да навие намотка или две, било то намотката на антената на AM радио, намотка на тороидално ядро ​​за лентов филтър в комуникационен приемо-предавател или намотка с централно подслушване за използване в осцилатор на Хартли. Навиването на намотки не е трудно, но отнема много време. Има различни методи за изработване на намотки, в зависимост от областта на употреба и необходимата индуктивност. Въздушните ядра са най-широколентовите, но получаването на високи индуктивности означава използването на много тел, те също не са най-ефективните при магнитното поле, избягващо намотката - това изтичащо магнитно може да причини смущения, като индуцира в близките проводници и други намотки.

Навиването на намотка върху феромагнитна намотка фокусира магнитното поле, увеличавайки индуктивността. Съотношението на индуктивността след и преди сърцевината с диаметър на намотката е вмъкната вътре в нея се нарича относителна пропускливост (обозначена μ _r). Различните често използвани материали имат различна относителна пропускливост, варираща от 4000 за електрическа стомана, използвана в мрежови трансформатори, до около 300 за ферити, използвани в SMPS трансформатори и около 20 за сърцевини от железен прах, използвани при УКВ. Всеки материал на сърцевината трябва да се използва само в определения честотен диапазон, извън който сърцевината започва да показва големи загуби. Тороидални, многоапертурни ядра, гърне и други затворени ядра затварят магнитното поле вътре в сърцевината, увеличавайки ефективността и практически намалявайки смущенията до нула. За да научите повече за индукторите и работата им, следвайте връзката.

Индуктори с въздушно сърцевина

Намотките с въздушно сърцевина са добри за намотки с ниска индуктивност, където смущенията не са от първостепенно значение. Намотки с малко количество завъртания и относително дебела тел се навиват върху цилиндричен предмет като свредло или консервна кутия, която след това се отстранява и намотката се поддържа, понякога намотката е покрита със смола за по-висока механична стабилност. По-големите намотки с много завои обикновено се навиват върху неферомагнитни формообразуватели, като куха пластмасова тръба или керамични формиращи машини (за RF мощни намотки с висока мощност) и след това се закрепват към първите с лепило. За да ги навиете, първо трябва да изчислите необходимия диаметър на проводника, тъй като той има голямо влияние върху общата дължина на намотката.

На формула за диаметър тел е

(√I) * 0,6 = d, където I е RMS или постоянен ток и d е диаметърът на проводника.

Ако намотките се използват при ниски нива на мощност, диаметърът на проводника не е от толкова голямо значение, 0,3 мм е добър за повечето приложения и 0,12 мм е добър за консерви, ако използваните намотки са в транзисторни радиоприемници. Ако бобината се използва при осцилаторно обслужване, проводникът трябва да е твърд, за да се избегнат изкривяващи ефекти, тъй като те могат да променят индуктивността до известна степен и да причинят нестабилност на честотата (шофиране).

След това трябва да знаете какъв диаметър трябва да има бобината. Препоръчва се диаметърът на намотката да е 50% до 80% дължина на намотката за оптимално Q и те зависят от това колко място може да заеме намотката. Ако намотката ще бъде самоносеща, можете да използвате болт или винт, да навиете завоите вътре в жлебовете и да извадите болта, като го развиете, докато държите жицата на намотката, това прави много равномерна и възпроизводима намотка.

По-долу е формулата на индуктивността за цилиндрична намотка

L = μ _г (п ². ᴫ ². R ² / л) 0.00000126

L е индуктивност в henries, μ _r е относителна пропускливост на сърцевината (1 за въздушни, пластмасови, керамични и др. Намотки), n е броят на завъртанията, π е pi, r е радиусът на намотката в метри (от средата на окабеляващия слой до средата на намотката) или половината от диаметъра (от средата на окабеляващия слой през средата до средата на окабеляващия слой от другата страна), l е дължината на намотката в метра, а дългият номер на гърба е пропускливостта на свободното пространство.

Друга формула за индуктивност.

L = (n ^2. D ²) / 18d + 40l

Тази формула се използва при навиване на еднослойна еднородна намотка, като всички завои са тясно навити, без да има разстояние между тях. Единиците са същите като при горната формула, с изключение на d, който е диаметър на намотката в метри.

Много добър калкулатор за бобина е направен от Серж Й. Строобанд, позивен ON4AA тук.

Как да си направим индуктор с въздушна сърцевина

За навиване на обикновена намотка с въздушна сърцевина ви е необходима машина, източник на тел, малко фина шкурка или нож за моделиране (не е показан) и малко суперлепило или двустранна лента, за да държите жицата на място.

След проектирането на намотката е време да я навиете. Ако правите намотка с въздушна сърцевина, е добре да използвате пластмасова машина за навиване, тъй като пластмасовата машина не е феромагнитнаи не провежда електричество, това няма да повлияе на работата на бобината при ниски нива на мощност. След това изрежете лента от двустранна лента с дължината на намотката и я залепете към първата, след това пробийте дупки в първата, където завършва намотката и при кранове, свалете покривния слой върху лентата и започнете да навивате, първо като го прокарате през отвора, който сте пробили, след което го навиете, както обикновено, проводникът ще се държи от двустранната лента, като алтернатива можете да залепите пробата на намотката към първата, след като намотавате няколко завъртания с цианоакрилатно лепило, вятър останалата част от намотката и залепете на всеки 1 см (нарича се още супер лепило, използвайте ръкавици, много трудно се отстранява от кожата и причинява дразнене). За кранове завъртете заедно дължината на проводника, прекарайте го през отвора в първия и продължете както обикновено. Опитайте се да навиете завоите близо,след навиване отстранете емайла с помощта на фина шкурка или нож за моделиране и калай краищата с поялник. Можете да използвате измервател LCR за измерване на индуктивността или GDM, за да използвате GDM като устройство за измерване на индуктивност вижте свързания член.

По-долу снимки обясняват процеса на навиване на индуктор с въздушна сърцевина:

Стъпка 1: По-долу две снимки показват бившия с малко лента, където жицата ще бъде навита и дупки, за да задържат жицата на място.

Стъпка 2: На снимката по-долу защитният филм е излетял, навиването е започнало и жицата за кран се огъва и усуква заедно .

Стъпка 3: След това прокарайте дупка в първата и от другата страна.

Стъпка 4: Готовата намотка има проводници, консервирани чрез потапяне в спойка върху парче ламинат от печатни платки.

Стъпка 5: Накрая индуктивността на бобината се измерва с помощта на LCR метър. Можете също така да използвате Arduino за измерване на индуктивността на намотка или можете да използвате Grid Dip Meter (GDM).

Намотки на намотки върху феритни пръти

Навиването на намотки върху феритни пръти (например феритни пръчкови антени в радиоприемници) е подобно на навиването на сердечни намотки, но тъй като не можете да пробиете през феритен прът, трябва да разчитате на двустранната лента или лепило, за да държите тел плътно. Тъй като лентата не винаги се придържа към ферита, добра идея е първо да покриете пръчката с един до три слоя хартиена маскираща лента точно под мястото, където трябва да премине намотката и да залепите лентата върху нея. Можете да използвате супер лепило, за да задържите жицата на място, вместо двустранно.

За да изчислите намотката, използвайте формулата за индуктивност за цилиндрична намотка, намерена по-горе, за μ _r въведете относителната пропускливост, намерена в листа с данни или онлайн калкулатор на намотки. Ако сте проектирали намотката, можете да я навиете като намотките с въздушна сърцевина, но има различен метод, по-бърз метод !

Поставете феритната пръчка в електрическа бормашина, точно като свредло и я завъртете бавно, пръчката ще се върти сама, по този начин можете да направите висококачествени и високоиндуктивни намотки с много завои много бързо! Ако имате пластмасови форми за пръта, навийте първо върху тях и след това ги поставете върху намотката и ги залепете на място.

Вляво има фабрично направена намотка на антена в излъчващ приемник, където намотката се навива на първа, която е закрепена към пръта с помощта на пластмасови елементи. Телта се задържа на място с епоксидна смола. Вдясно има малка намотка върху феритна пръчка, направена по методите, описани по-горе.

Тороидално навиване на сърцевината

Тороидалните намотки са доста лесни за изчисляване, но малко сложни за вятъра. Тороидалните ядра имат голямо разнообразие от приложения, като филтърни индуктори в SMPS, RFI дросели, SMPS силови трансформатори, RF входни филтри, балуни, токови трансформатори и други.

Индуктивността на тороидалната намотка в нанохерии (Когато индексът на индуктивност на AL е даден в nH / N ²) може да се изчисли чрез тази формула:

L (nH) = A _L (nH / N ²) * Обороти ²

След преобразуване получаваме формула за броя на завъртанията, необходими за необходимата индуктивност:

Необходими обороти = ^1/2

За да навиете тороидална намотка, ви е необходима тороидална сърцевина, източник на проводник (отклонителните намотки от старите CRT телевизори са добър източник на това), малко фина шкурка и малко суперлепило.

За да навиете тороид, първо трябва да отрежете подходяща дължина на жицата, защото не можете да прокарате ролка тел през дупката. За да изчислите необходимия проводник, умножете обиколката на напречното сечение на пръстена по броя на необходимите завъртания. Това понякога се посочва в листа с данни като mlt (средна дължина на ход). На този уебсайт има онлайн калкулатор, който помага при проектирането на тороидални намотки, просто изберете сърцевината си, включете необходимата индуктивност и тя дава необходимото количество жица и завои.

Стъпка 1: Първо прекарайте единия край на жицата през отвора, уверете се, че стърчат около 4 см - този бит се нарича пигтейл.

Стъпка 2: Навийте пигтейла около сърцевината, оставете от 1 см до 2 см и закрепете останалото със супер лепило.

Стъпка 3: Използвайте останалата дължина на телта, за да навиете останалата намотка, прикрепете по-дългия край към пирон или пирон за по-лесно навиване.

Тъй като се очаква намотката да има ниска индуктивност (около 3.6μH) при липса на професионален LCR измервателен уред, по-добре е да се използва GDM, тъй като обикновените измервателни уреди, базирани на микроконтролер, имат много ниска точност при измерване на малки индуктивности. Кондензатор 680pF беше свързан паралелно към бобината, заедно с малък свързващ контур. Тази верига, потопена на 3.5MHz (вдясно), поставяйки тези стойности в резонансен калкулатор, ни дава около 3μH. Вляво измервателният уред е настроен на различна честота, извън резонанса на веригата.

Изчислените намотки могат да дадат много различни резултати, когато се правят в реалния живот, поради паразитни капацитети и паралелен саморезонанс, причинени от тях.