CN114184872A - 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法 - Google Patents
一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114184872A CN114184872A CN202111609273.2A CN202111609273A CN114184872A CN 114184872 A CN114184872 A CN 114184872A CN 202111609273 A CN202111609273 A CN 202111609273A CN 114184872 A CN114184872 A CN 114184872A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- common mode
- impedance
- blocking capacitor
- power supply
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明涉及一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法，所述测量装置包括直流电源、电感、第一隔直电容、第二隔直电容、待测共模电感和阻抗测量设备，所述直流电源的正极端连接电感的一端，所述电感的另一端分两路，一路连接待测共模电感的第一绕组的第一连接端，另一路经第一隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述直流电源的负极端分两路，一路连接待测共模电感的第二绕组的第一连接端，另一路经第二隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述第一绕组的第二连接端和第二绕组的第二连接端短接，并连接阻抗测量设备的第二连接端。该测量装置及方法有利于提高测量的准确性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于电气设备领域，具体涉及一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法。
背景技术
共模电感是电气设备常用的滤波元件，用于抑制电路中存在的电磁干扰，阻抗特性是评估其电磁干扰抑制能力的重要依据，准确合理的阻抗特性测定是共模电感性能评估、参数设计、电路建模的重要保证。传统的共模电感阻抗特性测量，是脱离实际工作情况，没有施加偏置电流下的静态测量。共模电感在电路工作时受到直流偏置电流作用，直流偏置的存在会使共模电感的相对磁导率发生变化从而影响阻抗特性，故而不加偏置的阻抗特性测量结果不能准确反映共模电感在实际电路中的噪声抑制能力。
现有技术中公开了一种加偏置的单端测量方法，如图1所示，该方法使用直流电源提供直流偏置电流，使用阻抗测量设备对加有偏置电流的共模电感进行阻抗测量。由于电路不对称，阻抗测量结果会包含偏置电源和电感的阻抗，影响测量结果的准确性。同时理想的直流电源很难获得，测试的直流输出往往会包含一定的交流分量。隔直电容的存在只能隔绝直流电压但是没有办法隔绝交流电压，所以测量端口上会存在一定的交流电压，这个交流电压会干扰阻抗测量设备测量的准确性，甚至进一步导致测量仪器的损坏。加偏置的单端测量由于测量电路对称性不好，会使得测量端口上的交流电压更大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法，该测量装置及方法有利于提高测量的准确性和安全性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，包括直流电源、电感、第一隔直电容、第二隔直电容、待测共模电感和阻抗测量设备，所述直流电源的正极端连接电感的一端，所述电感的另一端分两路，一路连接待测共模电感的第一绕组的第一连接端，另一路经第一隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述直流电源的负极端分两路，一路连接待测共模电感的第二绕组的第一连接端，另一路经第二隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述第一绕组的第二连接端和第二绕组的第二连接端短接，并连接阻抗测量设备的第二连接端。
进一步地，所述第一隔直电容和第二隔直电容用于隔绝测量端口上的直流量，所述第一隔直电容和第二隔直电容在测量频段内具有相同的阻抗特性，且在测试频段内隔直电容阻抗远小于待测共模电感阻抗。
进一步地，所述第一隔直电容、第二隔直电容和共模电感构成一个平衡电桥，用于去除直流电源、电感引入的阻抗误差，减小直流电源不理想而产生的测量端口交流电压。
进一步地，所述直流电源为电压源或电流源。
进一步地，所述电感用于提高偏置回路的阻抗以及减小直流电源不理想而引起的交流纹波。
进一步地，所述测量装置配设有示波器，所述示波器用于在接入阻抗测量设备前连接测量端口，单次触发测量端口电压以判断测量状态对于阻抗测量设备是否安全。
本发明还提供了一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量方法，包括以下步骤：
1）将直流电源与电感、待测共模电感相连接，确定偏置情况下电路正常工作，确定电路正常工作后断开电源；
2）将第一隔直电容与第二隔直电容接入电路中；
3）将阻抗测量设备接入测量端口，在直流电源开路的情况下测量待测共模电感的宽频特性，在直流电源开启但无输出的情况下测量待测共模电感的宽频特性，比较两者结果是否在误差允许的范围内；
4）将测量端口接入示波器，开启直流电源给电路施加偏置，使用示波器进行单次触发，查看测量端口存在的交流电压，评估使用阻抗测量设备测量是否安全；
5）在判断测量端口处的触发交流电压满足测量安全标准之后，将示波器从测量电路中解除；
6）将阻抗测量设备接入测量端口，测量共模电感偏置状态下的宽频特性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该装置及方法比之带偏置下的单端测量，测量电路更加对称，两个电容和共模电感构成一个平衡电桥，可以去除直流电源、电感阻抗引起的误差，使测量结果更加准确。此外，由于测量电路更加对称，测量端口上的交流电压更小，对阻抗设备内部测量电路的干扰更小，进而提高测量的准确性，对阻抗测量设备的损伤也更小，更不容易损坏测量设备。
附图说明
图1是现有技术中加偏置的单端测量装置示意图。
图2是本发明实施例的测量装置示意图。
图3是本发明实施例的测量方法中第一步骤的电路连接示意图。
图4是本发明实施例的测量方法中第二步骤的电路连接示意图。
图5是本发明实施例的测量方法中第三步骤的电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图2所示，本实施例提供了一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，包括直流电源、电感、第一隔直电容、第二隔直电容、待测共模电感和阻抗测量设备，所述直流电源的正极端连接电感的一端，所述电感的另一端分两路，一路连接待测共模电感的第一绕组的第一连接端，另一路经第一隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述直流电源的负极端分两路，一路连接待测共模电感的第二绕组的第一连接端，另一路经第二隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述第一绕组的第二连接端和第二绕组的第二连接端短接，并连接阻抗测量设备的第二连接端。
其中，直流电源为待测共模电感提供直流电流偏置。电感应具有一定的感量，以抑制测量电路中的交流纹波和可能的扰动。第一隔直电容和第二隔直电容隔绝测量端口上的直流量。所述第一隔直电容和第二隔直电容在测量频段内具有相同的阻抗特性，且在测试频段内隔直电容阻抗远小于待测共模电感阻抗。其中，隔直电容阻抗远小于待测共模电感阻抗，是指电容阻抗比待测共模电感阻抗小两个以上的数量级。
所述第一隔直电容、第二隔直电容和共模电感构成一个平衡电桥，用于去除直流电源、电感引入的阻抗误差，减小直流电源不理想而产生的测量端口交流电压。
测量装置中使用的直流电源可以是电压源，也可以是电流源。
所述电感用于提高偏置回路的阻抗以及减小直流电源不理想而引起的交流纹波。
在本实施例中，所述测量装置配设有示波器（含探头），示波器用于判断测量环境下，阻抗测量对于阻抗测量设备是否安全。示波器在接入阻抗测量设备前连接测量端口，查看测量端口存在的电压是否安全。
本实施例还提供了基于上述测量装置的直流偏置下共模电感宽频特性的测量方法，包括以下步骤：
1）如图3所示，将直流电源与电感、待测共模电感相连接，确定偏置情况下电路正常工作，确定电路正常工作后断开电源。
2）如图4所示，将第一隔直电容与第二隔直电容接入电路中。
3）如图2所示，将阻抗测量设备接入测量端口，在直流电源开路的情况下测量待测共模电感的宽频特性，在直流电源开启但无输出的情况下测量待测共模电感的宽频特性，比较两者结果是否在误差允许的范围内；
4）如图5所示，将测量设备从端口断开并接入示波器，开启直流电源给电路施加直流偏置，使用示波器单次触发，测量端口的交流电压，判断端口使用阻抗测量设备是否安全。
5）在判断测量端口处的触发交流电压满足测量安全标准之后，将示波器从测量电路中解除。
6）如图2所示，将阻抗测量设备接入测量端口，测量共模电感偏置状态下的宽频特性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，其特征在于，包括直流电源、电感、第一隔直电容、第二隔直电容、待测共模电感和阻抗测量设备，所述直流电源的正极端连接电感的一端，所述电感的另一端分两路，一路连接待测共模电感的第一绕组的第一连接端，另一路经第一隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述直流电源的负极端分两路，一路连接待测共模电感的第二绕组的第一连接端，另一路经第二隔直电容连接阻抗测量设备的第一连接端；所述第一绕组的第二连接端和第二绕组的第二连接端短接，并连接阻抗测量设备的第二连接端。
2.根据权利要求1所述的一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，其特征在于，所述第一隔直电容和第二隔直电容用于隔绝测量端口上的直流量，所述第一隔直电容和第二隔直电容在测量频段内具有相同的阻抗特性，且在测试频段内隔直电容阻抗远小于待测共模电感阻抗。
3.根据权利要求1所述的一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，其特征在于，所述第一隔直电容、第二隔直电容和共模电感构成一个平衡电桥，用于去除直流电源、电感引入的阻抗误差，减小直流电源不理想而产生的测量端口交流电压。
4.根据权利要求1所述的一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，其特征在于，所述直流电源为电压源或电流源。
5.根据权利要求1所述的一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，其特征在于，所述电感用于提高偏置回路的阻抗以及减小直流电源不理想而引起的交流纹波。
6.根据权利要求1所述的一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置，其特征在于，所述测量装置配设有示波器，所述示波器用于在接入阻抗测量设备前连接测量端口，单次触发测量端口电压以判断测量状态对于阻抗测量设备是否安全。
7.一种基于如权利要求1-6任一项所述测量装置的直流偏置下共模电感宽频特性的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将直流电源与电感、待测共模电感相连接，确定偏置情况下电路正常工作，确定电路正常工作后断开电源；
2）将第一隔直电容与第二隔直电容接入电路中；
3）将阻抗测量设备接入测量端口，在直流电源开路的情况下测量待测共模电感的宽频特性，在直流电源开启但无输出的情况下测量待测共模电感的宽频特性，比较两者结果是否在误差允许的范围内；
4）将测量端口接入示波器，开启直流电源给电路施加偏置，使用示波器进行单次触发，查看测量端口存在的交流电压，评估使用阻抗测量设备测量是否安全；
5）在判断测量端口处的触发交流电压满足测量安全标准之后，将示波器从测量电路中解除；
6）将阻抗测量设备接入测量端口，测量共模电感偏置状态下的宽频特性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111609273.2A CN114184872B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111609273.2A CN114184872B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114184872A true CN114184872A (zh) | 2022-03-15 |
| CN114184872B CN114184872B (zh) | 2025-01-28 |
Family
ID=80545024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111609273.2A Active CN114184872B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114184872B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103021628A (zh) * | 2011-09-21 | 2013-04-03 | 中国长城计算机深圳股份有限公司 | 一种共模电感、共模滤波器及开关电源电磁兼容电路 |
| CN104020357A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-09-03 | 南京航空航天大学 | 一种直流偏压下的电容测试电路及测试方法 |
| CN106093641A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 福州大学 | 一种电容的直流偏压特性测试电路及测试方法 |
| CN110261660A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 联合汽车电子有限公司 | 电感电流检测电路 |
| CN213402818U (zh) * | 2020-09-15 | 2021-06-08 | 法雷奥汽车内部控制（深圳）有限公司 | 一种低成本的抑制共模电感直流偏置电路 |
| CN217007523U (zh) * | 2021-12-27 | 2022-07-19 | 福州大学 | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置 |
-
2021
- 2021-12-27 CN CN202111609273.2A patent/CN114184872B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103021628A (zh) * | 2011-09-21 | 2013-04-03 | 中国长城计算机深圳股份有限公司 | 一种共模电感、共模滤波器及开关电源电磁兼容电路 |
| CN104020357A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-09-03 | 南京航空航天大学 | 一种直流偏压下的电容测试电路及测试方法 |
| CN106093641A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 福州大学 | 一种电容的直流偏压特性测试电路及测试方法 |
| CN110261660A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 联合汽车电子有限公司 | 电感电流检测电路 |
| CN213402818U (zh) * | 2020-09-15 | 2021-06-08 | 法雷奥汽车内部控制（深圳）有限公司 | 一种低成本的抑制共模电感直流偏置电路 |
| CN217007523U (zh) * | 2021-12-27 | 2022-07-19 | 福州大学 | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 林苏斌: "共模扼流圈磁芯磁场特性分析及其动态电感模型", 《中国电机工程学报》, vol. 35, no. 21, 5 November 2015 (2015-11-05), pages 5614 - 5622 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114184872B (zh) | 2025-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cataliotti et al. | A novel approach to current transformer characterization in the presence of harmonic distortion | |
| CN100575980C (zh) | 开关电源emi噪声源内阻抗测试系统及测定方法 | |
| US10067165B2 (en) | Isolated differential voltage probe for EMI noise source | |
| KR20160062724A (ko) | 로드 접속 검출 | |
| CN101692109B (zh) | 基于系统辨识的阻抗测量方法 | |
| Jie et al. | Impedance measurement of three-phase common-mode chokes in power electronic applications | |
| CN217007523U (zh) | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置 | |
| CN114184872A (zh) | 一种直流偏置下共模电感宽频特性的测量装置及方法 | |
| TWI576594B (zh) | 接地阻抗偵測裝置 | |
| CN106199097A (zh) | 一种v型线性阻抗稳定网络电路参数优化方法 | |
| CN108896846B (zh) | 可测量高电压系统传导干扰的装置与方法 | |
| CN111624404A (zh) | 一种在线变压器阻抗谱测量系统及测量方法 | |
| CN107664716B (zh) | 基于交流阻抗的接触检查方法和装置 | |
| CN110007231A (zh) | 直流有刷电机电气回路中串联直流电弧检测方法 | |
| CN106199285B (zh) | 任意交流载波下的电容特性测量设备及其测量方法 | |
| CN205920176U (zh) | 任意交流载波下的电容特性测量设备 | |
| CN111044782B (zh) | 一种测量电容分压器频率特性的系统和方法 | |
| Kriz | Characterization and correction of calibration jigs for LISN impedance measurements | |
| CN114966517B (zh) | 一种互感器绕组异常测试方法及装置 | |
| CN114200214A (zh) | 一种高频电感损耗测量方法 | |
| CN106018976B (zh) | 一种v型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法 | |
| Tan et al. | A method for in-situ measurement of grid impedance and load impedance at 2 k–150 kHz | |
| JP3821057B2 (ja) | ２端子回路素子測定装置およびコンタクトチェック方法 | |
| Mortara et al. | Wideband accurate calibration of a current probe | |
| CN204615778U (zh) | 钳形阻性电流互感器的放大装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |