CN205594058U - 一种新型功率电感饱和电流测试电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型功率电感饱和电流测试电路，包括：TMS28335处理器、直流电源、驱动电路、触摸屏模块、第一开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一二极管、待测功率电感。同现有的测试电路相比，本实用新型不需要输入连续的测试电流和对示波器的需求，减小测试功耗和增加便携性。该测试电路结构简单可靠，采用TMS28335处理器来自动控制测试全过程，并将测试结果通过触摸屏模块直观显示。

Description

一种新型功率电感饱和电流测试电路

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其是一种新型功率电感饱和电流的测试电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，软磁材料得到大量的应用，大多数情况下工程中希望磁性材料的磁通密度随磁场强度的增加成比例的增加，但实际上，磁性材料中的磁通密度达到某一值时就不再继续随磁场的强度的增加成比例增加，这时磁性材料已经饱和，功率电感中的磁性材料发生饱和使电感量急剧下降，电流剧增，损坏功率电感自身及其它功率器件。

通常功率电感饱和电流的测试方法是在待测功率电感两端加一直流电压，通过示波器观察功率电感中的电流波形，待测功率电感的电流波形发生突变的拐点所对应的电流值即为功率电感的饱和电流；因测试方法和所选测试主电路的不同，如果测试输入电流不连续，需要使用示波器的触发功能观察功率电感的电流，需多次测量，费时；如果测试输入电流连续，测试消耗大量的电能，限制测试电路的便携性；用示波器观察待测功率电感中的电流波形，找到待测功率电感的电流急剧增加的拐点，必不可免的使待测功率电感在其电流波形拐点之前的数据被忽略掉，只能确定完全饱和电流，不能定量的得到工程应用中常需要的功率电感流经某一电流时的电感量减少为初始电感量的某一百分数，并且使用示波器还需要选配昂贵的电流探头。

因此需要设计一种功能多样，体积小，重量轻的功率电感饱和电流检测电路，以便快捷的检测功率电感的饱和电流，检测结果并能被用户直观的读取。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种新型功率电感饱和电流测试电路，其具有低功耗及便携的特点。

本实用新型采用如下技术方案：

一种新型功率电感饱和电流测试电路，包括主电路和控制电路；

所述主电路包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第一开关管、待测功率电感；

第一电阻与第一电容相互连接，并与第一开关管的漏极相连，第一电阻的另一端与直流电源的正极相连，第一电容的另一端与直流电源的负极相连；

第二电阻与第一开关管的源极相连，第二电阻的另一端与第三电阻相连，第三电阻的另一端与所述直流电源的负极相连；

第一二极管的阴极与第一开关管的源极相连，第一二极管的阳极与第四电阻相连，第四电阻的另一端与所述直流电源的负极相连；

第五电阻的一端与直流电源的负极相连，第五电阻的另一端与待测功率电感的一端相连，待测功率电感的另一端与所述第一开关管的源极相连；

TMS28335处理器的一模拟量数字量转换引脚连接在第二电阻与第三电阻之间，TMS28335处理器的另一模拟量数字量转换引脚连接在第五电阻与待测电感之间；

驱动模块的输入端与所述TMS28335处理器的脉冲发生引脚相连，驱动模块的输出端与第一开关管的控制端相连；

触摸屏模块与TMS28335处理器相连；

采用如上的技术方案取得的有益技术效果为：

不需要采用示波器观察待测功率电感的电流，省去昂贵的电流探头；

TMS28335处理器自动控制测试过程，并将测试结果通过触摸屏显示，提高测试效率和准确性；

待测功率电感只有当TMS28335处理器对驱动模块发送脉冲的高电平时，才需要输入测试电流，大大减少了测试功耗，易于便携化。

附图说明

图1为本申请实施例提供的新型功率电感饱和电流测试电路的结构图。

图2为本申请实施例中第一开关管导通时新型功率电感饱和电流测试电路主电路电流路径图。

图3为本申请实施例中第一开关管关断时新型功率电感饱和电流测试电路主电路电流路径图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述。

具体的，一种新型功率电感饱和电流测试电路包括主电路和控制电路；

所述主电路包括直流电源、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第一开关管S1、待测功率电感L1；

第一电阻R1及第一电容C1相互连接，并与第一开关管S1的漏极相连，第一电容C1的另一端与直流电源的负极相连，第一电阻R1的另一端与直流电源的正极相连；第二电阻R2的一端与第一开关管S1的源极相连，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3相连，第三电阻R3的另一端与直流电源的负极相连；待测功率电感L1的一端与第一开关管S1的源极相连，待测功率电感L1的另一端与第五电阻R5相连，第五电阻R5的另一端与直流电源的负极相连；

第一二极管D1的阴极与第一开关管S1的源极连接，第一二极管D1的阳极与第四电阻R4相连，第四电阻R4的另一端与直流电源的负极相连。

本实用新型采用的控制电路包括TMS28335处理器、驱动模块、触摸屏模块；

TMS28335处理器的一模拟量数字量转换引脚连接在第二电阻R2与第三电阻R3之间，TMS28335处理器的另一模拟量数字量转换引脚接接在待测电感L1与第五电阻R5之间，TMS28335处理器的脉冲输出引脚与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端连接到第一开关管S1的控制端；TMS28335处理器与触摸屏模块相连。

具体工作原理为：

TMS28335处理器向驱动模块的输入端发送一脉冲，在脉冲为高电平时，驱动模块驱动第一开关管S1导通，主电路的电流路径如图2，第一开关管S1、待测功率电感L1、第五电阻R5与第一电容C1形成一条回路；第一开关管S1、待测功率电感L1、第五电阻R5、直流电源与第一电阻R1形成另一条回路；此时流入待测功率电感L1的测试电流大部分取自第一电容C1，待测功率电感L1两端的电压不为0，待测功率电感L1中的电流变化率为加在待测功率电感L1两端的电压比上流过待测功率电感L1当前电流时的电感量；在TMS28335处理器发送第一个脉冲期间，TMS28335处理器并不对模拟量数字量转换的结果进行记录，是为了消除电感的励磁涌流对电感量的测量产生的影响，第一电容C1与第一电阻R1组成缓冲网路，起到缓冲电容的作用，减少直流电源的容量。

TMS28335处理器第一次脉冲发送结束后，TMS28335处理器开始再一次对驱动模块的输入端发送窄脉冲，驱动模块驱动第一开关管S1导通，此时第一二极管D1和第四电阻R4中无电流，TMS28335处理器从发送脉冲的上升沿开始高速记录模拟量数字量转换的结果，为提高此记录速度，TMS28335处理器此时只将记录的结果进行数据存储，不进行数据的处理，需要记录第二电阻R2与第三电阻R3连接点的电压和记录待测功率电感L1与第五电阻R5连接点的电压。

TMS28335处理器从发送脉冲的下降沿停止记录模拟量数字量转换的结果，第一开关管S1关断，此时电路中的电流路径如图3，待测功率电感L1、第五电阻R5、第四电阻R4与第一二极管D1形成一条回路；待测功率电感L1、第五电阻R5、第三电阻R3与第二电阻R2形成另一条回路；直流电源经第一电阻R1对第一电容C1充电。

只有当TMS28335处理器对驱动模块发送脉冲的期间，待测功率电感L1才需要从直流电源输入测试电流，并不需要输入连续的测试电流，通常测试会在几个脉冲周期内完成，大大减小测试功耗。

TMS28335处理器在其发出脉冲的下降沿开始，对其发出的前一个脉冲的上升沿到下降沿期间记录的模拟量数字量转换的数据进行处理；流经待测功率电感L1的某一时刻的电流为TMS28335处理器测得的对应时刻待测功率电感L1与第五电阻R5连接点的电压值比上第五电阻R5的电阻值；某一时刻加在待测功率电感L1两端的电压为TMS28335处理器测得的对应时刻第二电阻R2与第三电阻R3连接点的电压值乘系数K后减去TMS28335处理器测得的待测功率电感L1与第五电阻R5连接点的电压值，其中系数K为第二电阻R2的电阻值与第三电阻R3的电阻值相加后比上第三电阻R3的电阻值；待测功率电感L1的电流变化率为待测功率电感L1的邻近时刻的测得电流值的变化量与邻近时刻模拟量数字量转换记录时间间隔的比值；待测功率电感L1在流经某一电流下的电感量为加在待测功率电感L1两端在此电流对应时刻下的电压与电流变化率的比值；待测功率电感L1饱和后电感量会迅速下降，待测功率电感L1的电流变化率迅速上升，此时对应的电流为待测功率电感L1的饱和电流；如未检测到待测功率电感L1电流变化率的迅速上升，TMS28335处理器对驱动模块的输入端再一次发送比前一次时间宽度大的脉冲，继续检测，直到检测出待测功率电感L1的电流变化率突变时停止检测，待测功率电感L1电流变化率突变时对应的流经待测功率电感L1的电流值即为待测功率电感L1的饱和电流；将处理后的饱和电流通过TMS28335处理器传送给触摸屏显示。

Claims (1)

1.一种新型功率电感饱和电流测试电路其特征在于，包括：

第一电阻与第一电容相互连接，并与第一开关管的漏极相连，第一电阻的另一端与直流电源的正极相连，第一电容的另一端与直流电源的负极相连；

第二电阻与第一开关管的源极相连，第二电阻的另一端与第三电阻相连，第三电阻的另一端与所述直流电源的负极相连；

第一二极管的阴极与第一开关管的源极相连，第一二极管的阳极与第四电阻相连，第四电阻的另一端与所述直流电源的负极相连；

第五电阻的一端与直流电源的负极相连，第五电阻的另一端与待测功率电感的一端相连，待测功率电感的另一端与所述第一开关管的源极相连；

TMS28335处理器的一模拟量数字量转换引脚连接在第二电阻与第三电阻之间，TMS28335处理器的另一模拟量数字量转换引脚连接在第五电阻与待测电感之间；

驱动模块的输入端与所述TMS28335处理器的脉冲发生引脚相连，驱动模块的输出端与第一开关管的控制端相连；

触摸屏模块与TMS28335处理器相连。