一種電感飽和特性測(cè)試電路及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種電感飽和特性測(cè)試電路及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在逆變焊機(jī)以及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，電感是屬于一種關(guān)鍵性的元器件，電感的主要技術(shù)指標(biāo)有電感的電感量以及飽和電流。在電感飽和的時(shí)候，電感的電感量會(huì)急劇減小,相當(dāng)于直接短路，這往往對(duì)電路產(chǎn)生致命性的傷害。因此，對(duì)于電路可靠性設(shè)計(jì)而言，避免電感飽和具有相當(dāng)重要的意義。
[0003]目前，電感的電感量測(cè)試設(shè)備有LRC電橋等，但這種設(shè)備通常只能在很小電流的情況下，對(duì)電感的電感量大小進(jìn)行測(cè)試，而大電流情況下電感的特性則無(wú)法測(cè)量。
[0004]現(xiàn)有的測(cè)量電感飽和特性的方法一般有電壓電流法，這種方法需要給電感持續(xù)通過(guò)電流來(lái)測(cè)試電感的特性，其對(duì)設(shè)備要求高且功耗大，而一些改進(jìn)后的方法則具有電路以及控制方式復(fù)雜，需求設(shè)備過(guò)多的缺陷。
[0005]因此，需要設(shè)計(jì)一種使用簡(jiǎn)單可靠、成本低廉的電路及測(cè)試方法來(lái)解決電感飽和特性的測(cè)試問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種使用簡(jiǎn)單可靠、成本低廉的電路及測(cè)試方法來(lái)解決電感飽和特性的測(cè)試問(wèn)題。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種電感飽和特性測(cè)試電路，包括電源、開(kāi)關(guān)、電阻、電容、二極管、三極管，其特征在于:芯片的DRC引腳串聯(lián)電阻一后，分三路分別與開(kāi)關(guān)的一端、電容一的一端以及芯片的VCC引腳連接，開(kāi)關(guān)的另一端與電池的正極連接，芯片的TC引腳與電容二的一端連接，芯片的CII引腳分三路分別與電阻二的一端、滑動(dòng)變阻器的一端以及滑動(dòng)端連接，芯片的SWE引腳分兩路分別與電感的一端以及二極管的陰極連接，二極管的陽(yáng)極接地，滑動(dòng)變阻器的另一端、電感的另一端、電阻三的一端以及按鈕的一端連接后，與VCC電源連接，電阻三的另一端分四路分別與待測(cè)電感的一端、電解電容三、電解電容四以及電解電容五的正極連接，待測(cè)電感的另一端與開(kāi)關(guān)管的漏電極連接，開(kāi)關(guān)管的門極串聯(lián)電阻五后，分兩路分別與按鈕的另一端以及電阻四的一端連接，開(kāi)關(guān)管的源極與電流互感器的原線圈一端連接，電流互感器的副線圈兩端并聯(lián)檢測(cè)電阻后，與示波器連接，電池的負(fù)極、電容一的另一端、芯片的GND引腳、電容二的另一端、電阻二的另一端、電解電容三的負(fù)極、電解電容四的負(fù)極、電解電容五的負(fù)極、電阻四的另一端以及電流互感器的原線圈另一端接地。
[0008]所述的芯片的型號(hào)為MC34063。
[0009]所述的開(kāi)關(guān)管為金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0010]所述的開(kāi)關(guān)管為多個(gè)金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)。
[0011]電感飽和特性測(cè)試電路依次按如下步驟完成測(cè)試，步驟I，合上開(kāi)關(guān)，等待電解電容三、電解電容四和電解電容五充電；步驟2，將示波器的探頭連接到檢測(cè)電阻兩端，并將示波器設(shè)置為邊沿和單次觸發(fā)功能；步驟3，按下按鈕，捕捉檢測(cè)電阻兩端電壓波形，觀測(cè)波形拐點(diǎn)；步驟4，根據(jù)公式:飽和電流=電流互感器變化*拐點(diǎn)電壓/檢測(cè)電阻阻值，計(jì)算電感的飽和電流數(shù)值。
[0012]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，電路簡(jiǎn)單可靠，不需要昂貴的信號(hào)發(fā)生設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)僅使用一節(jié)鋰電池供電，節(jié)能環(huán)保且方便攜帶，測(cè)試電壓可大小調(diào)節(jié)，適應(yīng)各種不同的待測(cè)設(shè)備使用；使用大容量電解電容作為沖擊電流供電設(shè)備，利用其電壓穩(wěn)定且可以提供瞬間大功率大電流的特點(diǎn)，并經(jīng)過(guò)限流電阻充電，防止測(cè)試瞬間電源被短路而引起供電電源損壞；使用低導(dǎo)通電阻的金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為開(kāi)關(guān)管，具有導(dǎo)通壓降低，測(cè)量誤差小的優(yōu)點(diǎn)；使用電流互感器測(cè)量電流波形，具有反應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，制作簡(jiǎn)單，成本低廉的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0015]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種電感飽和特性測(cè)試電路，包括電源、開(kāi)關(guān)、電阻、電容、二極管、三極管。芯片Ul的DRC引腳串聯(lián)電阻一 Rl后，分三路分別與開(kāi)關(guān)SWl的一端、電容一 Cl的一端以及芯片Ul的VCC引腳連接，開(kāi)關(guān)SWl的另一端與電池BI的正極連接，芯片Ul的TC引腳與電容二 C2的一端連接，芯片Ul的CII引腳分三路分別與電阻二 R2的一端、滑動(dòng)變阻器VRl的一端以及滑動(dòng)端連接，芯片Ul的SWE引腳分兩路分別與電感LI的一端以及二極管Dl的陰極連接，二極管Dl的陽(yáng)極接地，滑動(dòng)變阻器VRl的另一端、電感LI的另一端、電阻三R3的一端以及按鈕SW2的一端連接后，與VCC電源連接，電阻三R3的另一端分四路分別與待測(cè)電感L2的一端、電解電容三C3、電解電容四C4以及電解電容五C5的正極連接，待測(cè)電感L2的另一端與開(kāi)關(guān)管Tl的漏電極連接，開(kāi)關(guān)管Tl的門極串聯(lián)電阻五R5后，分兩路分別與按鈕SW2的另一端以及電阻四R4的一端連接，開(kāi)關(guān)管Tl的源極與電流互感器CT的原線圈一端連接，電流互感器CT的副線圈兩端并聯(lián)檢測(cè)電阻R6后，與示波器連接，電池BI的負(fù)極、電容一 Cl的另一端、芯片Ul的GND引腳、電容二 C2的另一端、電阻二 R2的另一端、電解電容三C3的負(fù)極、電解電容四C4的負(fù)極、電解電容五C5的負(fù)極、電阻四R4的另一端以及電流互感器CT的原線圈另一端接地。
[0016]本發(fā)明中，芯片Ul的型號(hào)為MC34063。
[0017]開(kāi)關(guān)管Tl為金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管或者多個(gè)金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)。
[0018]電感飽和特性測(cè)試電路依次按如下步驟完成測(cè)試，步驟I，合上開(kāi)關(guān)SW1，等待電解電容三C3、電解電容四C4和電解電容五C5充電；步驟2，將示波器的探頭連接到檢測(cè)電阻兩端，并將示波器設(shè)置為邊沿和單次觸發(fā)功能；步驟3，按下按鈕SW2，捕捉檢測(cè)電阻兩端電壓波形，觀測(cè)波形拐點(diǎn)；步驟4，根據(jù)公式:飽和電流=電流互感器變化*拐點(diǎn)電壓/檢測(cè)電阻阻值，計(jì)算電感的飽和電流數(shù)值。
[0019]本發(fā)明在工作時(shí)，芯片Ul進(jìn)行升壓，其目的是給后端電解電容三C3、電解電容四C4和電解電容五C5提供更大的瞬間脈沖能量，實(shí)現(xiàn)大功率電感飽和電流的測(cè)量。
[0020]電容二 C2是芯片Ul的震蕩頻率電容，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器VRl的滑動(dòng)端可以調(diào)節(jié)VCC電壓，用以測(cè)試不同功率等級(jí)電感的飽和電流測(cè)量。
[0021]電池BI電壓升壓后，通過(guò)電阻爾R2給電解電容三C3、電解電容四C4和電解電容五C5充電，電解電容三C3、電解電容四C4和電解電容五C5是大容量的電解電容器，采用并聯(lián)的方式以減小等效串聯(lián)電阻。
[0022]按鈕SW2是觸發(fā)開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下按鈕SW2，開(kāi)關(guān)管Tl的門極變?yōu)楦唠娖剑_(kāi)關(guān)管Tl觸發(fā)導(dǎo)通，電解電容三C3、電解電容四C4和電解電容五C5通過(guò)待測(cè)電感L2進(jìn)行放電。由于電解電容三C3、電解電容四C4和電解電容五C5的容量很大，因此在這個(gè)狀態(tài)下待測(cè)電感L2兩端相當(dāng)于接入了恒壓源，此時(shí)待測(cè)電感L2里的電流線性上升，當(dāng)電流上升到待測(cè)電感L2的飽和電流時(shí)，由于電感量迅速下降，因此待測(cè)電感L2里的電流會(huì)急劇上升。此電流波形通過(guò)電流互感器CT以及檢測(cè)電阻反應(yīng)出來(lái)，使用示波器探頭接檢測(cè)電阻R6兩端，測(cè)得的波形即為待測(cè)電感L2里的電流波形，通過(guò)觀測(cè)波形拐點(diǎn)，可以很方便的讀出電感的飽和電流值。
[0023]此電路中由于加入了電阻二 R2，因此在電容被電感短路放電時(shí)限制了電源輸出電流的大小，起到了保護(hù)電源防止電源燒損的作用。
[0024]開(kāi)關(guān)管Tl的選擇應(yīng)選用超低導(dǎo)通電阻的金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或者使用多個(gè)金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)的方式，以減小通態(tài)壓降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電感飽和特性測(cè)試電路，包括電源、開(kāi)關(guān)、電阻、電容、二極管、三極管，其特征在于:芯片(Ul)的DRC引腳串聯(lián)電阻一(Rl)后，分三路分別與開(kāi)關(guān)(SWl)的一端、電容一(Cl)的一端以及芯片(Ul)的VCC引腳連接，開(kāi)關(guān)(SWl)的另一端與電池(BI)的正極連接，芯片(Ul)的TC引腳與電容二(C2)的一端連接，芯片(Ul)的CII引腳分三路分別與電阻二(R2)的一端、滑動(dòng)變阻器(VRl)的一端以及滑動(dòng)端連接，芯片(Ul)的SWE引腳分兩路分別與電感(LI)的一端以及二極管(Dl)的陰極連接，二極管(Dl)的陽(yáng)極接地，滑動(dòng)變阻器(VRl)的另一端、電感(LI)的另一端、電阻三(R3)的一端以及按鈕(SW2)的一端連接后，與VCC電源連接，電阻三(R3)的另一端分四路分別與待測(cè)電感(L2)的一端、電解電容三(C3)、電解電容四(C4)以及電解電容五(C5)的正極連接，待測(cè)電感(L2)的另一端與開(kāi)關(guān)管(Tl)的漏電極連接，開(kāi)關(guān)管(Tl)的門極串聯(lián)電阻五(R5)后，分兩路分別與按鈕(SW2)的另一端以及電阻四(R4)的一端連接，開(kāi)關(guān)管(Tl)的源極與電流互感器(CT)的原線圈一端連接，電流互感器(CT)的副線圈兩端并聯(lián)檢測(cè)電阻(R6)后，與示波器連接，電池(BI)的負(fù)極、電容一(Cl)的另一端、芯片(Ul)的GND引腳、電容二(C2)的另一端、電阻二(R2)的另一端、電解電容三(C3)的負(fù)極、電解電容四(C4)的負(fù)極、電解電容五(C5)的負(fù)極、電阻四(R4)的另一端以及電流互感器(CT)的原線圈另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電感飽和特性測(cè)試電路，其特征在于:所述的芯片(Ul)的型號(hào)為MC34063。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電感飽和特性測(cè)試電路，其特征在于:所述的開(kāi)關(guān)管(Tl)為金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電感飽和特性測(cè)試電路，其特征在于:所述的開(kāi)關(guān)管(Tl)為多個(gè)金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電感飽和特性測(cè)試電路的測(cè)試方法，其特征在于:依次按如下步驟完成測(cè)試，步驟I，合上開(kāi)關(guān)(SWl)，等待電解電容三(C3 )、電解電容四(C4)和電解電容五(C5)充電；步驟2，將示波器的探頭連接到檢測(cè)電阻兩端，并將示波器設(shè)置為邊沿和單次觸發(fā)功能；步驟3，按下按鈕(SW2)，捕捉檢測(cè)電阻兩端電壓波形，觀測(cè)波形拐點(diǎn)；步驟4，根據(jù)公式:飽和電流=電流互感器變化*拐點(diǎn)電壓/檢測(cè)電阻阻值，計(jì)算電感的飽和電流數(shù)值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種電感飽和特性測(cè)試電路及測(cè)試方法，本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，電路簡(jiǎn)單可靠，不需要昂貴的信號(hào)發(fā)生設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)僅使用一節(jié)鋰電池供電，節(jié)能環(huán)保且方便攜帶，測(cè)試電壓可大小調(diào)節(jié)，適應(yīng)各種不同的待測(cè)設(shè)備使用；使用大容量電解電容作為沖擊電流供電設(shè)備，利用其電壓穩(wěn)定且可以提供瞬間大功率大電流的特點(diǎn)，并經(jīng)過(guò)限流電阻充電，防止測(cè)試瞬間電源被短路而引起供電電源損壞；使用低導(dǎo)通電阻的金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為開(kāi)關(guān)管，具有導(dǎo)通壓降低，測(cè)量誤差小的優(yōu)點(diǎn)；使用電流互感器測(cè)量電流波形，具有反應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，制作簡(jiǎn)單，成本低廉的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01R31-00, G01R19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104614614
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059793
【發(fā)明人】何蔣
【申請(qǐng)人】上海和宗焊接設(shè)備制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日