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如何测量电感、变压器的饱和电流?
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在许多文章里面,经常反反复复的强调:不管是ACDC变换器,还是DCDC变换器,都要校核变压器或电感的饱和电流,其饱和电流必须大于系统设定的OCP电流,并保证足够的余量。
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0 `$ m% C( g4 L: W; p; C1 w& b电感的厂家数据表通常会给出其产品的饱和电流,而ACDC的变压器,例如反激变换器变压器,基本上都是工程师自己设计的,设计过程中,基于圆整的初级匝数或电感,然后调整电感磁芯的气隙大小,很少校核变压器实际的饱和电流值。
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那么,工程师在实验室,如何自己测量电感或变压器的饱和电流?以下是详细方法,希望能对大家有所帮助。. {& X8 N: o# n3 z v0 A
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一、测量步骤
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5 ^2 d, H5 O( H* Q% T2 L' t2 A9 i电感或变压器的饱和电流测量步骤,如下图所示:
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图1:电感的饱和电流测量
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1、用导线L1把直流电源的正端和电感的管脚A连接起来,导线L1的端点和电感的管脚A可以焊起来。
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& i$ ]0 B, Y: _& r5 V7 N2、直流电源输出电压设定在10V,设定好直流电源的限流电流,可以先设定一个较小的值,如1A。
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: s% K0 Q& s8 u: f* x3、将电流探头连接在示波器的接口上,电流探头的卡口端卡在导线L1上,注意电流探头的方向,和测量的电流方向一致。
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4、将导线L2的一端和和直流电源的负端连接好。: E) s# w7 u- Y. _0 v @; b
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5、示波器调在电流探头连接的通道触发,触发值调在较低的值,如0.2A;同时,示波器调在单次触发。& c2 Y7 s# F# ]) }7 f7 A
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2 { t4 I. a: t* Y+ z! y, Z6、按直流电源输出键,输出直流电压;用手拿着导线L2的另一端,让导线头去触碰电感的管脚B端,然后迅速拿开导线L2,让导线头和电感的管脚B端脱离接触。! g5 E. c; l" Z/ S' P$ n% T
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4 y6 Y% q7 a% D, p9 y! b6 ~7、适当缩小时基,观察示波器的波形,如果电感电流的波形后面变平,则增加直流电源的限流点,重复步骤5、步骤6,直到出现如图2的电感电流波形。
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8、测量电感电流波形的拐点位置,即约为电感的饱和电流。图2中,拐点位置约为13A,电感的饱和电流约为13A。
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时基(X轴)和电流刻度(Y轴)开始的时候可以先设定大一些的值,然后,依据测量波形的情况,逐渐的缩小到合适的范围,保证能看到完整的电流波形即可。
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图2:电感的电流波形,L=10uH,Vin=10V% M3 k3 ~- v6 `; G7 w' T
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变压器初级的饱和电流的测量过程同上,只是测量的时候,所加的电压可以用高一些,如使用20V,或更高的电压。2 S0 ]+ j- M7 z" @
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) J' J5 a: L) f& H5 n二、测量原理
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当电感二端加上电压,电感激磁,电感电流随着时间线性增加:
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* U' y, d, J( D! S3 [* f电感饱和时,L突然急剧变小,激磁电压不变,那么,电感电流变化率di/dt会急剧变大:; h% ]) @. b8 A2 Z- ?
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) A W% q2 F5 j6 y* T& q, ddt/dt = V/L
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3 k9 }( N! g$ m- X. B9 j2 G3 W# r, v电感电流变化率di/dt急剧变大的拐点位置,即为电感的饱和电流。 |
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