功率电感元件电感量及饱和电流测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电感元件测量仪器仪表技术领域，公开了一种功率电感元件电感量及饱和电流测量电路，它包括辅助电源电路、大功率电子开关电路、电流电压转换电路、过流保护电路、四档位量程选择电路、MCU模块电路；大功率电子开关电路与MCU模块电路的一个GPIO端口相连接，还与过流保护电路相连接，辅助电源电路与电流电压转换电路相连接，电流电压转换电路与四档位量程选择电路相连接，四档位量程选择电路与MCU模块电路的另两个GPIO端口相连接；本实用新型专利技术采用由内部集成定时器和ADC模数转换器功能的单片机构成的MCU模块电路，通过不同量程按键开关的选择，实现了功率电感元件的电感量及饱和电流的测量，保证了测量作业的简便性和测量数值的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电感元件测量仪器仪表
，具体的说是一种功率电感元件电感量及饱和电流测量电路。
技术介绍
电感元件的饱和电流是电感元件正常工作时允许通过的最大电流，超过这个电流，电感元件磁芯的磁感应强度将饱和，电感量将迅速下降;这个参数在功率电感上尤其重要，在电子线路中，电感元件质量的好坏直接影响到电子设备的可靠性。几乎所有电源中，都存在磁性元器件身影，电感器或变压器，变压器的原边和副边可以等效看成电感。在电源设计中，经常因为高频变压器设计的不合理性或者制作工艺不佳，导致高频变压器发生磁饱和损坏开关电源，而绕制的变压器各种细微参数并不容易控制，需要测试仪器测量其是否合格。市场上所销售的功率电感质量参差不齐，参数经常出现虚标现象，对电子行业从业者很大的困扰。所以，准确测试功率电感元件的电感量及磁饱和时的电流值对于电子设备的质量至关重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种功率电感元件电感量及饱和电流测量电路，以解决电子设备生产中由于电感元件的参数不准确而造成质量不符合要求的问题。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案为:—种功率电感元件电感量及饱和电流测量电路，它包括辅助电源电路、大功率电子开关电路、电流电压转换电路、过流保护电路、四档位量程选择电路、MCU模块电路;所述辅助电源电路与电感元件测试端子相连接，电感元件测试端子分别与大功率电子开关电路、电流电压转换电路相连接，所述大功率电子开关电路与MCU模块电路的一个GP1端口相连接，所述大功率电子开关电路还与过流保护电路相连接，所述辅助电源电路与电流电压转换电路相连接，电流电压转换电路与四档位量程选择电路相连接，四档位量程选择电路与MCU模块电路的另两个GP1端口相连接，MCU模块电路分别与工业显示器和量程选择按键相连接;辅助电源电路为各个电路及待测功率电感元件提供电源；当待测功率电感元件连接到测试端子时，选择适当的量程，按下相应的量程选择按键，MCU模块电路控制大功率电子开关电路中的场效应管Q3导通，同时MCU模块电路开启定时器和ADC模数转换器进行采样，待测功率电感元件在电压源的作用下，其内部的电流按固定倾斜率上升，MCU模块电路通过计算测得功率电感元件的电感量，并在工业显示器中进行显示；当待测功率电感元件内的电流上升至临界饱和处时，过流保护电路中的高速比较器U3驱动三极管Q5导通，使得场效应管Q3栅极的电压被拉低进行截止，电流电压转换电路中的采样电阻R2检测待测功率电感元件上流过的电流，并将信号传输给运算放大器Ul，运算放大器Ul将电流信号转换为电压信号，电压信号经过运算放大器U2缓冲后进入四档位量程选择电路，MCU模块电路控制四档位量程选择电路中场效应管Q6、Q1的关闭，实现不同量程的选择，计算出所检测到的待测功率电感元件的饱和电流值，并在工业显示器中进行显示。作为本技术的进一步改进，所述辅助电源电路包含+12V，+3.3V两种电源，+12V电源输出端通过大功率小阻值的电阻Rl与超大电容量电容Cl相连接，电容Cl的另一端接地；电阻Rl缓冲电容Cl对+12V电源的影响，电容Cl用来存储能量;辅助电源的+3.3V电源由输入+12V电源的经过低压差线性稳压器降压后获得，用以给MCU模块电路供电。作为本技术的更进一步改进，所述大功率电子开关电路由功率型N沟道场效应管Q3及其驱动电路和关断保护电路组成，驱动电路与场效应管Q3的栅极相连接，所述驱动电路中相互并联的稳压二极管D2、电阻R8串联电阻R7后，与三极管Q4的集电极相连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R9与所述M⑶模块电路的一个GP1端口相连接;三极管Q4起到反相及电平转换作用;关断保护电路由相互串联的电阻R3、二极管Dl组成，电阻R3的另一端与功率电感元件测试端子相连接，二极管Dl的另一端与场效应管Q3的漏极相连接，关断保护电路能够防止场效应管Q3关断时，待测功率电感元件由于自感作用而生成的高压进而损坏场效应管Q3。作为本技术的更进一步改进，所述过流保护电路包括高速比较器U3、电位器VR1、电容C3、三极管Q5、电阻R16、电阻R17，相互并联的电位器VRl和电容C3的一端与高速比较器U3的反相输入端相连接，另一端通过电阻R17与辅助电源电路的+12V电源相连接，高速比较器U3的同相输入端与运算放大器U2的输出端相连接，高速比较器U3的输出端与三极管Q5的基极相连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极通过电阻R7与场效应管Q3的栅极相连接;高速比较器U3构成电压比较器，电位器VRl及电阻R17设置过流保护的阈值，电容C3起到滤波作用，当大功率电子开关电路过流时，高速比较器U3输出高电平驱动三极管Q5导通，使得场效应管Q3栅极的电压被拉低进而截止。作为本技术的更进一步改进，所述电流电压转换电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、采样电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻Rl O、场效应管Q2，采样电阻R2的一端与辅助电源电路相连接，采样电阻R2的另一端与运算放大器Ul的同相输入端相连接，运算放大器Ul的反相输入端通过电阻R4与所述电容Cl相连接，运算放大器Ul的输出端与场效应管Q2的栅极相连接，场效应管Q2的栅极通过电阻R5与辅助电源电路相连接，场效应管Q2的源极与运算放大器Ul的反相输入端相连接，场效应管Q2的漏极通过电阻RlO接地，场效应管Q2的漏极还与运算放大器U2的同相输入端相连接，运算放大器U2的反相输入端与过流保护电路中高速比较器U3的同相输入端相连接，运算放大器U2的输出端与四档位量程选择电路相连接；电流电压转换电路通过采样电阻R2检测待测功率电感元件上流过的电流，并将信号传输给运算放大器Ul，运算放大器Ul将流过的电流信号转换为电压信号，电压信号经过运算放大器U2缓冲后进入四档位量程选择电路。作为本技术的更进一步改进，所述运算放大器Ul选用轨到轨输入输出、单电源供电，高共模抑制比、低输入失调电压的高精度运算放大器，其型号为0P184;所述采样电阻R2选用大功率高精密电阻。作为本技术的更进一步改进，所述四档位量程选择电路由电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R13、电容C2、二极管D3、二极管D4、场效应管Q1、场效应管Q6组成，电阻R12的一端与运算放大器U2的输出端相连接，电阻12的另一端与电阻R14、电阻R15、电阻R13的一端相连接，电阻R14的另一端与场效应管Q6的漏极相连接，电阻R15的另一端与场效应管Ql的漏极相连接，电阻Rl 3的另一端与电容C2的一端、二极管D3的阳极、二极管D4的阴极相连接，电容C2的另一端分别与场效应管Q1、场效应管Q6的源极连接后接地，所述场效应管Q1、场效应管Q6的栅极分别连接至MCU模块电路的另2个GP1端口，二极管D3的阴极与辅助电源电路的+3.3V电源端相连接，二极管D3的阳极与MCU模块电路的ADC输入端相连接，二极管D4的阳极接地；四档位量程选择电路利用分压器原理将电路设置为四档，电阻R13和电容C2起到低通滤波作用，二极管D3、二极管D4起到限幅保护作用；当场效应管Q6、场效应管Ql都关闭时，未能起到分压作用，当场效应管Q6开启、场效应管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率电感元件电感量及饱和电流测量电路，其特征在于：它包括辅助电源电路、大功率电子开关电路、电流电压转换电路、过流保护电路、四档位量程选择电路、MCU模块电路；所述辅助电源电路与电感元件测试端子相连接，电感元件测试端子分别与大功率电子开关电路、电流电压转换电路相连接，所述大功率电子开关电路与MCU模块电路的一个GPIO端口相连接，所述大功率电子开关电路还与过流保护电路相连接，所述辅助电源电路与电流电压转换电路相连接，电流电压转换电路与四档位量程选择电路相连接，四档位量程选择电路与MCU模块电路的另两个GPIO端口相连接，MCU模块电路分别与工业显示器和量程选择按键相连接；辅助电源电路为各个电路及待测功率电感元件提供电源；当待测功率电感元件连接到测试端子时，选择适当的量程，按下相应的量程选择按键，MCU模块电路控制大功率电子开关电路中的场效应管Q3导通，同时MCU模块电路开启定时器和ADC采样，待测功率电感元件在电压源的作用下，其内部的电流按固定倾斜率上升，MCU模块电路通过计算测得功率电感元件的电感量，并在工业显示器中进行显示；当待测功率电感元件内的电流上升至临界饱和处时，过流保护电路中的高速比较器U3驱动三极管Q5导通，使得场效应管Q3栅极的电压被拉低进行截止，电流电压转换电路中的采样电阻R2检测待测功率电感元件上流过的电流，并将信号传输给运算放大器U1，运算放大器U1将电流信号转换为电压信号，电压信号经过运算放大器U2缓冲后进入四档位量程选择电路，MCU模块电路控制四档位量程选择电路中场效应管Q6、Q1的关闭，实现不同量程的选择，计算出所检测到的待测功率电感元件的饱和电流值，并在工业显示器中进行显示。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华峰，段军红，党倩，闫晓斌，常蓬彬，衡飞，金国刚，郭胜强，段军威，崔阿军，李方军，张小东，吴育全，崔亮，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司，甘肃同兴智能科技发展有限责任公司，甘肃璐腾电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62