一種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路，包括：TMS28335處理器、直流電源、驅(qū)動(dòng)電路、觸摸屏模塊、第一開(kāi)關(guān)管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第一二極管、待測(cè)功率電感。同現(xiàn)有的測(cè)試電路相比，本實(shí)用新型不需要輸入連續(xù)的測(cè)試電流和對(duì)示波器的需求，減小測(cè)試功耗和增加便攜性。該測(cè)試電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，采用TMS28335處理器來(lái)自動(dòng)控制測(cè)試全過(guò)程，并將測(cè)試結(jié)果通過(guò)觸摸屏模塊直觀顯示。
【專利說(shuō)明】
一種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種新型功率電感飽和電流的測(cè)試電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，軟磁材料得到大量的應(yīng)用，大多數(shù)情況下工程中希望磁性材料的磁通密度隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加成比例的增加，但實(shí)際上，磁性材料中的磁通密度達(dá)到某一值時(shí)就不再繼續(xù)隨磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加成比例增加，這時(shí)磁性材料已經(jīng)飽和，功率電感中的磁性材料發(fā)生飽和使電感量急劇下降，電流劇增，損壞功率電感自身及其它功率器件。
[0003]通常功率電感飽和電流的測(cè)試方法是在待測(cè)功率電感兩端加一直流電壓，通過(guò)示波器觀察功率電感中的電流波形，待測(cè)功率電感的電流波形發(fā)生突變的拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流值即為功率電感的飽和電流；因測(cè)試方法和所選測(cè)試主電路的不同，如果測(cè)試輸入電流不連續(xù)，需要使用示波器的觸發(fā)功能觀察功率電感的電流，需多次測(cè)量，費(fèi)時(shí)；如果測(cè)試輸入電流連續(xù)，測(cè)試消耗大量的電能，限制測(cè)試電路的便攜性;用示波器觀察待測(cè)功率電感中的電流波形，找到待測(cè)功率電感的電流急劇增加的拐點(diǎn)，必不可免的使待測(cè)功率電感在其電流波形拐點(diǎn)之前的數(shù)據(jù)被忽略掉，只能確定完全飽和電流，不能定量的得到工程應(yīng)用中常需要的功率電感流經(jīng)某一電流時(shí)的電感量減少為初始電感量的某一百分?jǐn)?shù)，并且使用示波器還需要選配昂貴的電流探頭。
[0004]因此需要設(shè)計(jì)一種功能多樣，體積小，重量輕的功率電感飽和電流檢測(cè)電路，以便快捷的檢測(cè)功率電感的飽和電流，檢測(cè)結(jié)果并能被用戶直觀的讀取。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出了一種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路，其具有低功耗及便攜的特點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路，包括主電路和控制電路；
[0008]所述主電路包括直流電源、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、 第一二極管、第一開(kāi)關(guān)管、待測(cè)功率電感；
[0009]第一電阻與第一電容相互連接，并與第一開(kāi)關(guān)管的漏極相連，第一電阻的另一端與直流電源的正極相連，第一電容的另一端與直流電源的負(fù)極相連；
[0010]第二電阻與第一開(kāi)關(guān)管的源極相連，第二電阻的另一端與第三電阻相連，第三電阻的另一端與所述直流電源的負(fù)極相連；
[0011]第一二極管的陰極與第一開(kāi)關(guān)管的源極相連，第一二極管的陽(yáng)極與第四電阻相連，第四電阻的另一端與所述直流電源的負(fù)極相連；
[0012]第五電阻的一端與直流電源的負(fù)極相連，第五電阻的另一端與待測(cè)功率電感的一端相連，待測(cè)功率電感的另一端與所述第一開(kāi)關(guān)管的源極相連；
[0013]TMS28335處理器的一模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換引腳連接在第二電阻與第三電阻之間，TMS28335處理器的另一模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換引腳連接在第五電阻與待測(cè)電感之間；[〇〇14]驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與所述TMS28335處理器的脈沖發(fā)生引腳相連，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與第一開(kāi)關(guān)管的控制端相連；
[0015]觸摸屏模塊與TMS28335處理器相連；
[0016]采用如上的技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為:
[0017]不需要采用示波器觀察待測(cè)功率電感的電流，省去昂貴的電流探頭；
[0018]TMS28335處理器自動(dòng)控制測(cè)試過(guò)程，并將測(cè)試結(jié)果通過(guò)觸摸屏顯示，提高測(cè)試效率和準(zhǔn)確性；
[0019]待測(cè)功率電感只有當(dāng)TMS28335處理器對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送脈沖的高電平時(shí)，才需要輸入測(cè)試電流，大大減少了測(cè)試功耗，易于便攜化。【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的新型功率電感飽和電流測(cè)試電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例中第一開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)新型功率電感飽和電流測(cè)試電路主電路電流路徑圖。
[0022]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中第一開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)新型功率電感飽和電流測(cè)試電路主電路電流路徑圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0024]具體的，一種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路包括主電路和控制電路；[〇〇25] 所述主電路包括直流電源、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一二極管D1、第一開(kāi)關(guān)管S1、待測(cè)功率電感L1;[〇〇26]第一電阻R1及第一電容C1相互連接，并與第一開(kāi)關(guān)管S1的漏極相連，第一電容C1 的另一端與直流電源的負(fù)極相連，第一電阻R1的另一端與直流電源的正極相連;第二電阻 R2的一端與第一開(kāi)關(guān)管S1的源極相連，第二電阻R2的另一端與第三電阻R3相連，第三電阻 R3的另一端與直流電源的負(fù)極相連;待測(cè)功率電感L1的一端與第一開(kāi)關(guān)管S1的源極相連， 待測(cè)功率電感L1的另一端與第五電阻R5相連，第五電阻R5的另一端與直流電源的負(fù)極相連；[〇〇27]第一二極管D1的陰極與第一開(kāi)關(guān)管S1的源極連接，第一二極管D1的陽(yáng)極與第四電阻R4相連，第四電阻R4的另一端與直流電源的負(fù)極相連。[〇〇28]本實(shí)用新型采用的控制電路包括TMS28335處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、觸摸屏模塊；[〇〇29]TMS28335處理器的一模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換引腳連接在第二電阻R2與第三電阻R3之間，TMS28335處理器的另一模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換引腳接接在待測(cè)電感L1與第五電阻R5之間， TMS28335處理器的脈沖輸出引腳與驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端相連，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接到第一開(kāi)關(guān)管S1的控制端;TMS28335處理器與觸摸屏模塊相連。
[0030]具體工作原理為:
[0031]TMS28335處理器向驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端發(fā)送一脈沖，在脈沖為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)第一開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通，主電路的電流路徑如圖2,第一開(kāi)關(guān)管S1、待測(cè)功率電感L1、第五電阻R5與第一電容C1形成一條回路;第一開(kāi)關(guān)管S1、待測(cè)功率電感L1、第五電阻R5、直流電源與第一電阻R1形成另一條回路;此時(shí)流入待測(cè)功率電感L1的測(cè)試電流大部分取自第一電容 C1，待測(cè)功率電感L1兩端的電壓不為0,待測(cè)功率電感L1中的電流變化率為加在待測(cè)功率電感L1兩端的電壓比上流過(guò)待測(cè)功率電感L1當(dāng)前電流時(shí)的電感量;在TMS28335處理器發(fā)送第一個(gè)脈沖期間，TMS28335處理器并不對(duì)模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行記錄，是為了消除電感的勵(lì)磁涌流對(duì)電感量的測(cè)量產(chǎn)生的影響，第一電容C1與第一電阻R1組成緩沖網(wǎng)路，起到緩沖電容的作用，減少直流電源的容量。[〇〇32]TMS28335處理器第一次脈沖發(fā)送結(jié)束后，TMS28335處理器開(kāi)始再一次對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端發(fā)送窄脈沖，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)第一開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通，此時(shí)第一二極管D1和第四電阻R4 中無(wú)電流，TMS28335處理器從發(fā)送脈沖的上升沿開(kāi)始高速記錄模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換的結(jié)果， 為提高此記錄速度，TMS28335處理器此時(shí)只將記錄的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，需要記錄第二電阻R2與第三電阻R3連接點(diǎn)的電壓和記錄待測(cè)功率電感L1與第五電阻R5 連接點(diǎn)的電壓。[〇〇33]TMS28335處理器從發(fā)送脈沖的下降沿停止記錄模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，第一開(kāi)關(guān)管S1關(guān)斷，此時(shí)電路中的電流路徑如圖3,待測(cè)功率電感L1、第五電阻R5、第四電阻R4與第一二極管D1形成一條回路;待測(cè)功率電感L1、第五電阻R5、第三電阻R3與第二電阻R2形成另一條回路;直流電源經(jīng)第一電阻R1對(duì)第一電容C1充電。[〇〇34]只有當(dāng)TMS28335處理器對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送脈沖的期間，待測(cè)功率電感L1才需要從直流電源輸入測(cè)試電流，并不需要輸入連續(xù)的測(cè)試電流，通常測(cè)試會(huì)在幾個(gè)脈沖周期內(nèi)完成， 大大減小測(cè)試功耗。[〇〇35]TMS28335處理器在其發(fā)出脈沖的下降沿開(kāi)始，對(duì)其發(fā)出的前一個(gè)脈沖的上升沿到下降沿期間記錄的模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;流經(jīng)待測(cè)功率電感L1的某一時(shí)刻的電流為TMS28335處理器測(cè)得的對(duì)應(yīng)時(shí)刻待測(cè)功率電感L1與第五電阻R5連接點(diǎn)的電壓值比上第五電阻R5的電阻值;某一時(shí)刻加在待測(cè)功率電感L1兩端的電壓為TMS28335處理器測(cè)得的對(duì)應(yīng)時(shí)刻第二電阻R2與第三電阻R3連接點(diǎn)的電壓值乘系數(shù)K后減去TMS28335處理器測(cè)得的待測(cè)功率電感L1與第五電阻R5連接點(diǎn)的電壓值，其中系數(shù)K為第二電阻R2的電阻值與第三電阻R3的電阻值相加后比上第三電阻R3的電阻值;待測(cè)功率電感L1的電流變化率為待測(cè)功率電感L1的鄰近時(shí)刻的測(cè)得電流值的變化量與鄰近時(shí)刻模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換記錄時(shí)間間隔的比值;待測(cè)功率電感L1在流經(jīng)某一電流下的電感量為加在待測(cè)功率電感L1兩端在此電流對(duì)應(yīng)時(shí)刻下的電壓與電流變化率的比值;待測(cè)功率電感L1飽和后電感量會(huì)迅速下降，待測(cè)功率電感L1的電流變化率迅速上升，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為待測(cè)功率電感L1的飽和電流;如未檢測(cè)到待測(cè)功率電感L1電流變化率的迅速上升，TMS28335處理器對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端再一次發(fā)送比前一次時(shí)間寬度大的脈沖，繼續(xù)檢測(cè)，直到檢測(cè)出待測(cè)功率電感L1的電流變化率突變時(shí)停止檢測(cè)，待測(cè)功率電感L1電流變化率突變時(shí)對(duì)應(yīng)的流經(jīng)待測(cè)功率電感L1的電流值即為待測(cè)功率電感L1的飽和電流;將處理后的飽和電流通過(guò)TMS28335處理器傳送給觸摸屏顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型功率電感飽和電流測(cè)試電路其特征在于，包括:第一電阻與第一電容相互連接，并與第一開(kāi)關(guān)管的漏極相連，第一電阻的另一端與直 流電源的正極相連，第一電容的另一端與直流電源的負(fù)極相連；第二電阻與第一開(kāi)關(guān)管的源極相連，第二電阻的另一端與第三電阻相連，第三電阻的 另一端與所述直流電源的負(fù)極相連；第一二極管的陰極與第一開(kāi)關(guān)管的源極相連，第一二極管的陽(yáng)極與第四電阻相連，第 四電阻的另一端與所述直流電源的負(fù)極相連；第五電阻的一端與直流電源的負(fù)極相連，第五電阻的另一端與待測(cè)功率電感的一端相 連，待測(cè)功率電感的另一端與所述第一開(kāi)關(guān)管的源極相連；TMS28335處理器的一模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換引腳連接在第二電阻與第三電阻之間， TMS28335處理器的另一模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換引腳連接在第五電阻與待測(cè)電感之間；驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與所述TMS28335處理器的脈沖發(fā)生引腳相連，驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與 第一開(kāi)關(guān)管的控制端相連；觸摸屏模塊與TMS28335處理器相連。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK205594058SQ201620231222
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】李輝, 房緒鵬, 莊見(jiàn)偉, 韓露, 蔣志浩, 候林源
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)