開(kāi)關(guān)電源通常使用電感來(lái)臨時(shí)儲能。在評估這些電源時(shí),測量電感電流通常有助于了解完整的電壓轉換電路。但測量電感電流的最佳方法是什么?
圖1以典型的降壓型轉換器(降壓拓撲)為例,顯示了針對這類(lèi)測量的建議設置。接入一根輔助小電纜與電感串聯(lián)。將它用來(lái)連接一個(gè)電流探頭,并通過(guò)示波器顯示電感電流。建議在電感具有穩定電壓的那一側進(jìn)行測量。
大多數開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲使用電感的方式是,一側電壓在兩個(gè)極限值之間切換,而另一側電壓則保持相對穩定。對于圖1所示的降壓型轉換器,開(kāi)關(guān)節點(diǎn)(即電感L的左側)上的電壓以開(kāi)關(guān)邊沿的速率在輸入電壓和地電壓之間切換。電感的右側是輸出電壓,通常相對穩定。為了減少由于電容耦合(電場(chǎng)耦合)引起的干擾,電流測量環(huán)路應放置在電感安靜的一側,如圖1所示。
圖1. 開(kāi)關(guān)電源中的電感電流測量示意圖。
圖2顯示了用于該測量的實(shí)際設置。將電感提起,并將兩個(gè)端子中的一個(gè)斜焊到電路板上。另一個(gè)端子通過(guò)輔助電線(xiàn)連接到電路板上。這種轉換很容易就可以完成。熱氣流脫焊是拆卸電感的一種行之有效的方法。許多SMD返修站都提供溫度可調的熱氣流處理。
圖2. 電感電流測量的實(shí)際設置。
電流探頭由示波器制造商提供。遺憾的是,它們通常非常昂貴,因此有一個(gè)問(wèn)題不斷地被提出,即是否也可以通過(guò)分流電阻來(lái)測量電感電流。原則上這是可行的。但是,這種測量方法的缺點(diǎn)是,在開(kāi)關(guān)電源中產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)噪聲很容易通過(guò)分流電阻耦合到電壓測量中。因此,特別是在關(guān)注的點(diǎn)上,當電感電流改變方向時(shí),測量結果并不能真正代表電感電流的行為。
圖3. 電感電流的測量結果顯示為藍色,飽和電感的行為顯示為附加的紫色。
圖3顯示了通過(guò)與所用示波器兼容的電流探頭檢測到的開(kāi)關(guān)電源的電感電流(藍色)的測量結果。除了顯示為藍色的測量結果之外,還添加了紫色標記,它指示當電感開(kāi)始接近峰值電流進(jìn)入過(guò)度飽和時(shí),流過(guò)電感的電流狀況。當選擇的電感對于給定的應用不能提供足夠的額定電流時(shí),就會(huì )發(fā)生這種情況。在開(kāi)關(guān)電源中進(jìn)行電感電流測量的主要原因之一是,它可以幫助識別是否正確選擇了電感,或者在工作中或故障情況下是否會(huì )出現電感飽和。
用分流電阻代替電流箝位進(jìn)行測量將會(huì )出現強耦合噪聲,尤其是在峰值電流處,這使得電感飽和的檢測非常困難。線(xiàn)圈電流的檢測在電源評估中非常有用,并且可以通過(guò)合適的設備輕松實(shí)現。
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