[發(fā)明專利]功率電感元件電感量及飽和電流測(cè)量電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510628697.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN105182138B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華峰;段軍紅;黨倩;閆曉斌;常蓬彬;衡飛;金國剛;郭勝強(qiáng);段軍威;崔阿軍;李方軍;張小東;吳育全;崔亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)甘肅省電力公司;甘肅同興智能科技發(fā)展有限責(zé)任公司;甘肅璐騰電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R27/26;G01R19/25;G01R1/30
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心62100
• 代理人: 馬小瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電感元件測(cè)量?jī)x器儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種功率電感元件電感量及飽和電流測(cè)量電路。

背景技術(shù)

電感元件的飽和電流是電感元件正常工作時(shí)允許通過的最大電流，超過這個(gè)電流，電感元件磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度將飽和，電感量將迅速下降；這個(gè)參數(shù)在功率電感上尤其重要，在電子線路中，電感元件質(zhì)量的好壞直接影響到電子設(shè)備的可靠性。幾乎所有電源中，都存在磁性元器件身影，電感器或變壓器，變壓器的原邊和副邊可以等效看成電感。在電源設(shè)計(jì)中，經(jīng)常因?yàn)楦哳l變壓器設(shè)計(jì)的不合理性或者制作工藝不佳，導(dǎo)致高頻變壓器發(fā)生磁飽和損壞開關(guān)電源，而繞制的變壓器各種細(xì)微參數(shù)并不容易控制，需要測(cè)試儀器測(cè)量其是否合格。市場(chǎng)上所銷售的功率電感質(zhì)量參差不齊，參數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)虛標(biāo)現(xiàn)象，對(duì)電子行業(yè)從業(yè)者很大的困擾。所以，準(zhǔn)確測(cè)試功率電感元件的電感量及磁飽和時(shí)的電流值對(duì)于電子設(shè)備的質(zhì)量至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種功率電感元件電感量及飽和電流測(cè)量電路，以解決電子設(shè)備生產(chǎn)中由于電感元件的參數(shù)不準(zhǔn)確而造成質(zhì)量不符合要求的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種功率電感元件電感量及飽和電流測(cè)量電路，它包括輔助電源電路、大功率電子開關(guān)電路、電流電壓轉(zhuǎn)換電路、過流保護(hù)電路、四檔位量程選擇電路和MCU模塊電路；所述輔助電源電路與電感元件測(cè)試端子相連接，電感元件測(cè)試端子分別與大功率電子開關(guān)電路、電流電壓轉(zhuǎn)換電路相連接，所述大功率電子開關(guān)電路與MCU模塊電路的一個(gè)GPIO端口相連接，所述大功率電子開關(guān)電路還與過流保護(hù)電路相連接，所述輔助電源電路與電流電壓轉(zhuǎn)換電路相連接，電流電壓轉(zhuǎn)換電路與四檔位量程選擇電路相連接，四檔位量程選擇電路與MCU模塊的另兩個(gè)GPIO端口相連接，MCU模塊電路分別與工業(yè)顯示器和量程選擇按鍵相連接；輔助電源電路為各個(gè)電路及待測(cè)功率電感元件提供電源；當(dāng)待測(cè)功率電感元件連接到測(cè)試端子時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，按下相?yīng)的量程選擇按鍵，MCU模塊電路控制大功率電子開關(guān)電路中的場(chǎng)效應(yīng)管Q3導(dǎo)通，同時(shí)MCU模塊電路開啟定時(shí)器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，待測(cè)功率電感元件在電壓源的作用下，其內(nèi)部的電流按固定傾斜率上升，MCU模塊電路通過計(jì)算測(cè)得功率電感元件的電感量，并在工業(yè)顯示器中進(jìn)行顯示；當(dāng)待測(cè)功率電感元件內(nèi)的電流上升至臨界飽和處時(shí)，過流保護(hù)電路中的高速比較器U3驅(qū)動(dòng)三極管Q5導(dǎo)通，使得場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極的電壓被拉低進(jìn)行截止，電流電壓轉(zhuǎn)換電路中的采樣電阻R2檢測(cè)待測(cè)功率電感元件上流過的電流，并將信號(hào)傳輸給運(yùn)算放大器U1，運(yùn)算放大器U1將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器U2緩沖后進(jìn)入四檔位量程選擇電路，MCU模塊電路控制四檔位量程選擇電路中場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q1的關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)不同量程的選擇，計(jì)算出所檢測(cè)到的待測(cè)功率電感元件的飽和電流值，并在工業(yè)顯示器中進(jìn)行顯示。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輔助電源電路包含+12V、+3.3V兩種電源，+12V電源輸出端通過大功率小阻值的電阻R1與超大電容量電容C1相連接，電容C1的另一端接地；電阻R1緩沖電容C1對(duì)+12V電源的影響，電容C1用來存儲(chǔ)能量；輔助電源的+3.3V電源由輸入+12V電源的經(jīng)過低壓差線性穩(wěn)壓器降壓后獲得，用以給MCU模塊供電。

作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述大功率電子開關(guān)電路由功率型N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3及其驅(qū)動(dòng)電路和關(guān)斷保護(hù)電路組成，驅(qū)動(dòng)電路與場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路中相互并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管D2、電阻R8串聯(lián)電阻R7后，與三極管Q4的集電極相連接，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極通過電阻R9與所述MCU模塊電路的一個(gè)GPIO端口相連接；三極管Q4起到反相及電平轉(zhuǎn)換作用；關(guān)斷保護(hù)電路由相互串聯(lián)的電阻R3、二極管D1組成，電阻R3的另一端與功率電感元件測(cè)試端子相連接，二極管D1的另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極相連接，關(guān)斷保護(hù)電路能夠防止場(chǎng)效應(yīng)管Q3關(guān)斷時(shí)，待測(cè)功率電感元件由于自感作用而生成的高壓進(jìn)而損壞場(chǎng)效應(yīng)管Q3。