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基于自適應(yīng)振蕩器的電感批量測(cè)試儀*

作者：田富銘,李明揆,王志凱,金永鎬(延邊大學(xué)工學(xué)院,吉林延吉 133002) 時(shí)間：2023-04-03 來源：電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按：為了實(shí)現(xiàn)快速批量檢測(cè)電感的多種參數(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于自適應(yīng)振蕩器的電感批量測(cè)試儀。該檢測(cè)儀由自適應(yīng)電感型振蕩器、雙向程控電壓源、飽和電流檢測(cè)器、恒流型負(fù)載和單片機(jī)組成。實(shí)驗(yàn)表明，該測(cè)試儀在（10 ~1 000）μH范圍內(nèi)可快速測(cè)試各種電感,而且具有電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定特點(diǎn)，因此在企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

*本論文中論述的相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)獲得了國(guó)家專利，專利號(hào)：ZL2021 2 1822955.7

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/202304/445220.htm

電感器是一種將電能轉(zhuǎn)化為磁能的儲(chǔ)能元件，其主要功能是在電路中實(shí)現(xiàn)振蕩、調(diào)諧、耦合、儲(chǔ)能、濾波、延遲、偏轉(zhuǎn)等作用[1]。目前，檢測(cè)電感的方法主要為交流電橋法。該方法具有測(cè)量精度高、功耗較小的優(yōu)點(diǎn)，但存在如下問題：①只能測(cè)量出電感值和損耗值等基本參數(shù)，且測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)（約為0.5~1 s），因此不便于快速批量檢測(cè)；②由于檢測(cè)電流較小，因此無法檢測(cè)出電感的虛焊狀態(tài)、匝間短路、飽和電流值IS、電感的耐壓等其他特性[2]。

利用電感組裝產(chǎn)品的電路板時(shí)電感的基本參數(shù)和其他特性同時(shí)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此必須進(jìn)行全面地“體檢”，從而保證產(chǎn)品的一致性和100% 的合格率。因此本文從2個(gè)方面提出全新的電感測(cè)試方法。

在測(cè)量基本參數(shù)方面：設(shè)計(jì)了自適應(yīng)振蕩器，把電感值轉(zhuǎn)換成脈沖周期后通過計(jì)算得到電感值，這種方法無需高精度的正弦波源，具有電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

在測(cè)試電感其他特性方面：為了測(cè)試電感工作在額定狀態(tài)下的特性，先測(cè)量出飽和電流IS后，使電感工作在小于IS但接近IS的安全狀態(tài)，并把電感電壓設(shè)定在接近該電感實(shí)際工作電壓，然后測(cè)試電感的其他特性，從而更真實(shí)地測(cè)試出電感的品質(zhì)。這種方法填補(bǔ)了現(xiàn)在無綜合測(cè)試電感特性裝置的空白。

1 系統(tǒng)的整體框圖

圖1為本文設(shè)計(jì)的電感批量測(cè)試儀的整體框圖。控制部分使用STC15W402AS 單片機(jī)，測(cè)試的順序?yàn)椋菏紫?，單片機(jī)通過控制雙向程控電壓源和電感電壓檢測(cè)器測(cè)試電感的等效電阻RX；然后，單片機(jī)通過控制雙向程控電壓源和電感型自適應(yīng)振蕩器測(cè)試電感值LX最后，單片機(jī)通過控制雙向程控電壓源和飽和電流檢測(cè)器測(cè)試飽和電流IS、匝間短路、耐壓特性、虛焊狀態(tài)等其他特性。

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2 測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

2.1 自適應(yīng)電感型振蕩器的設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的自適應(yīng)電感型振蕩器如圖2 所示。

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表1 為對(duì)不同電感的LX 的檢測(cè)結(jié)果。由表1 檢測(cè)LX 的結(jié)果可知誤差小于5%，表明具有較高測(cè)量精度。

表1 檢測(cè)LX的結(jié)果

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表2 檢測(cè)RX的結(jié)果

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表3為檢測(cè)300 μH 電感的飽和電流的結(jié)果。

表3 檢測(cè)飽和電流的結(jié)果

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4 結(jié)束語

本文提出的基于自適應(yīng)振蕩器的電感批量測(cè)試儀經(jīng)過各種測(cè)試后可到如下結(jié)論：可自動(dòng)測(cè)試出LX、RX 基本參數(shù)和IS、匝間短路、耐壓特性和虛焊狀態(tài)等特性，測(cè)試時(shí)間小于0.2 s，且具有使用方便、電路穩(wěn)定可靠、測(cè)試速度很快的特點(diǎn)。

因此在企業(yè)生產(chǎn)中，用于批量測(cè)試電感的場(chǎng)合，可篩選基本參數(shù)和特性不符合要求的不良品，從而提高產(chǎn)品的合格率。

由于篇幅所限，對(duì)單片機(jī)控制部分和檢測(cè)匝間短路、耐壓特性、虛焊狀態(tài)等沒有詳細(xì)論述，在實(shí)際應(yīng)用中用單片機(jī)設(shè)定Un 的上限值和下限制值后測(cè)試，如果某一個(gè)電感測(cè)試時(shí)Un 值超出這個(gè)范圍則發(fā)出報(bào)警。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹新敏, 晏勇. 基于單片機(jī)的RLC電抗參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 電子產(chǎn)品世界, 2021, 28(6): 98-102.

[2] 林榮銳, 陳明東, 許少峰. 利用交流電橋測(cè)量導(dǎo)線的電感[J]. 廣西物理, 2017, 38(3): 20-22.

[3] 李鵬, 劉力源, 李冬梅. 一種高速高精度比較器的設(shè)計(jì)[J]. 半導(dǎo)體技術(shù), 2010, 35(10): 1011-1015.

[4] 陳玫君, 覃家和, 王旭初. MOS場(chǎng)效應(yīng)管的探討及應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新, 2021(12): 83-84.

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[6] 毛興武. 高壓驅(qū)動(dòng)器NCP5181及其應(yīng)用[J]. 電子世界, 2009(4): 16-17.

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年3月期）

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