Катушки индуктивности и дроссели высокой частоты

Катушкой индуктивности называется изделие, обладающее сосредоточенной индуктивностью и используемое в цепях частотной селекции. Катушки индуктивности подразделяются на катушки с постоянной и переменной индуктивностью. Катушки индуктивности можно классифицировать по типу намотки, способу подстройки индуктивности виду защиты (экранированные, неэкранированные). ’ Основными параметрами катушек индуктивности являются: индуктивность, допуск индуктивности, добротность собственная емкость, стабильность, надежность. В зависимости от параметров катушки индуктивности выполняют в РЭА различные функции.

Совместно с конденсаторами катушки индуктивности используются для получения резонансных контуров фильтров и генераторов. Индуктивность таких катушек находится в пределах от долей микрогенри до нескольких миллигенри. В этом случае предъявляются высокие требования к стабильности, точности и добротности катушек.

Катушки индуктивности, выполняющие в колебательных контурах роль подстроечных (переменные катушки индуктивности), называются вариометрами. Вариометры работают на принципе изменения взаимной индукции двух концентрических катушек, электрически соединенных между собой. Неподвижную катушку называют статором, вращающуюся — ротором. В РЭА применяются катушкисвязи (для передачи высокочастотного сигнала с развязкой цепи по постоянному току и согласованием нагрузки).

Как конструктивно законченный элемент РЭА катушка индуктивности в наиболее общем случае содержит следующие элементы конструкции: провод, каркас, выводы, экран и его крепление, сердечник и его крепление, элементы влагозащиты, элементы крепления и установки катушки на несущей конструкции РЭА. Витки обмотки катушки индуктивности должны быть изолированы друг от друга. Кроме того, они должны быть защищены от механических деформаций, поэтому провода катушек наматывают на каркас из изоляционного материала. Обычно каркас является конструктивной основой катушки и несущим элементом конструкции. Для крепления витков на каркасе катушки используют различные способы. Распространенным способом закрепления выводов на каркасе многослойной катушки является использование узких прорезей в щечках каркаса, в которые закладываются начало и конец обмотки; при этом верхние слои обмотки фиксируются клейкой лентой. Если провод обмоток катушек индуктивности тонкий, то для его укрепления в начало и конец обмотки вкладываются отрезки провода большего диаметра, которые являются механической основой провода.

Дроссель высокой частоты — это ненастраиваемая катушка индуктивности, обладающая большим сопротивлением для токов высокой частоты и низким — для постоянного тока или токов низкой частоты. Для дросселей основными параметрами являются индуктивность и собственная емкость (индуктивность должна быть максимальной при минимально возможной собственной емкости). При этом к дросселям не предъявляются жесткие требования к таким параметрам, как точность и стабильность.

Катушка должна сохранять работоспособность в сложных климатических условиях, в условиях повышенной влажности. Для повышения влагостойкости катушки размещаются в герметичных корпусах, применяется покрытие основных элементов конструкции катушки лаком. Распространенной является конструкция цилиндрической катушки с влагозащитой, полученной методом обволакивания (рис. 16, а).

Рис. 16. Конструкции катушек индуктивности:

а - цилиндрическая (дроссель) с влагозащитой методом обволакивания; с алюминиевым экраном в качестве несущего конструктивного элемента; в - с магнитным экраном (1 — выводы; 2 — сердечник цилиндрической формы; 3 — экран; 4 —изоляция; 5 —обмотка; 6 —влагозащитная пленка); г —герметизированная с сердечником СБ-9а (1 — заглушка; 2 — экран; 3 — корпус; 4 — обмотка; 5— каркас; 6 — чашка сердечника; 7 - основание; 8 — заливка; 9 — стержень)

Так как катушки индуктивности размещаются в конструкциях РЭА вместе с другими элементами, они нуждаются в электрических, магнитных и электромагнитных экранах. Экраны чаще всего изготовляют из алюминиевых сплавов. Обычно они имеют форму цилиндров или прямоугольное сечение без резких граней. Важным элементом экрана является его крепление. Экран может быть независимым элементом конструкции или на нем могут собираться и укрепляться все остальные элементы катушки (рис. 16,6). Возможная конструкция катушки с магнитным экраном показана на рис. 16, в.

Для получения малогабаритных катушек с достаточно большими индуктивностями и добротностью применяют магнитные сердечники из материалов с высокой магнитной проницаемостью (магнитодиэлектрики, ферриты и т. д) При этом конструкция катушки значительно усложняется в зависимости от конфигурации сердечника, которая может быть различной — цилиндрические, броневые, кольцевые сердечники. Конструкция катушки индуктивности в герметичном кожухе с броневым сердечником СБ-9а показана на рис. 16, г.