[发明专利]数控可变电感

说明书

技术领域

本发明属于一种电子原件的技术领域，具体涉及电感的设计。

背景技术

电感是电子线路中的常用器件，目前实用上的电感是在磁性材料上绕上线圈，按照形式分类有固定电感和可变电感。

固定电感是一个给定大小值的线圈电感元件，电感值无法更改。

可调电感是指其电感值可以调节，分为磁芯可调电感器、铜芯可调电感器、滑动接点可调电感器、串联互感可调电感器和多抽头可调电感器，具体调节方式如下：

a磁芯可调电感器和铜芯可调电感器是在线圈中插入磁心或铜芯，通过改变它们在线圈中的位置便可改变电感量，如图1所示。一些超短波用的线圈往往采用铜芯来调节电感量。

b滑动接点可调电感器是在电感线圈上设置一滑动的接点，改变接点在线圈上的位置，即可调节电感量，如图2所示。

c串联互感可调电感器是将两个线圈电感串联，均匀地改变两线圈之间的位置，靠线圈的互感变化使电感量发生变化，如图3所示。

d多抽头可调电感器将线圈电感引出数个抽头，加波段开关s连接，如图4所示。这种方法的最大缺点是不能平滑地对电感量进行调节。

从固定电感和可变电感的特点可以知道，固定电感的缺点是其电感值是固定不变的，不能满足对电感值进行改变的需要；可变电感虽然可以改变电感的大小，但是改变方法一般都是机械式的，其缺点是：

（1）不能实现实时在线电感值自动可调，即不能通过控制方法直接进行电感值调节；

（2）电感值的改变不能定量的控制，无法精确的调节到用户需要得到的电感值进行。

因此在实际应用时固定电感和可变电感都存在着很大的局限性。

发明内容

本发明立足于研究一种新型的数控可变电感，克服目前固定电感和可变电感调节不便的问题，实现：

1）电感量可以通过控制信号直接调节；

2）电感值的调节量数字可控，即可以通过控制指令直接将电感值准确调节到所需的数值。

数控可变电感原理：

从图2的原理结构图中线圈电感                                                和线圈电感两个回路中可以推导出以下两个等式：

                         (4-1)

                       (4-2)

对上面两式进行正弦稳态分析，可以修改为：

                        (4-3)

                      (4-4)

由4-4式得：

                         (4-5)

代入4-3得：

                   (4-6)

4-6式变换：

                     (4-7)

等效电抗为：                                       (4-8)

等效电感为：                                                   

                   (4-9)

当两个回路周围没有铁磁性物质存在时，互感和自感一样只和两个回路的形状、相对位置及周围介质的磁导率有关，而与电流无关。因此，当线圈的形状、匝数、相对位置确定后，两个线圈的自感值和互感值就确定下来，成为一个定值。从电感公式可以看出，，，M都是定值，等效电感值的只与值的大小相关。因此可以通过改变k值调节等效电感L的电感量大小。

因此，只要设计一个数字可控的放大器，直接调节变化系数即可实现电感参数的数字可控。

电感调节控制电路模块：

本发明设计了数字可控的电感调节控制电路，可以直接调节变化系数的变化，实现电感参数的数字可控。其结构图如图3所示，包括：两个部分的电压跟随器电路、比例运算电路、数字电位器电路和功率放大电路。

电压跟随器电路模块一：

本发明中电压跟随器电路模块有两个部分，分为模块一和模块二。其中模块一如图4所示，其功能是起缓冲、隔离干扰的作用。