如何在电感测量时增加直流偏置?看专家怎么说

2016-08-13 10:28:30来源: eefocus
电感作为一种电子元器件,其主要功能就是将电能转化为磁能。本文就来初步探索电感设计之外的测量问题。一般在设计之后都会发现电感值比预计的小,换了磁芯之后并未出现明显区别,在10K和100K的工作频率下测试都是如此,那么如何将直流偏置加到电感测量中? 
经过思考,可以尝试通过恒流源来实现这个功能,但明显这个恒流源不能用普通的开关电源加横流控制来做,因为后面有电解,这个电解实际上和电感并联,测量不到正确值,那么应该怎么做呢,下面就来进行一下讨论。

电源输出电压的稳定性要求不高, 允许它变动。如果不要电流sense电阻上面的电阻, 连差分放大也不要,直接从PNP的 E 取样到运放, 只能固定电流sense电阻下端电位, 输入电压变动了,怎么办? 所以,来了个随动的取样, 你变我也变。

理论上,电流源的内阻将并在被测元件上,造成理论测量误差。所以,电流源的动态内阻非常重要。要简化电路,以提高电流源的内阻特性。

当温度发生改变, PN结导通电压发生改变,输入供电电压也发生变动,这种结构不适合恒流要求严格的场合。

室内温度变化是比较小的。实验室测量也是短时间就可以完成的事。加之小功率电路的发热也非常少。只要先测好电流,这样的误差不用考虑。PN结的稳飘为2~3mV/C。只要电流反馈够深(如反馈信号取2V),温飘误差就非常小。

就是集电极电压会对基极发生调制效应。指基区的有效宽度随集电结的反偏电压的变化而变化的效应。当集电结反向电压增大时,集电结的空间电荷区加宽,这就引起基区有效宽度变窄。因而载流子在基区复合的机会减小,所以基极电流Ib随集电极反偏电压增大而减小,也就是基区有效电阻增大,因此又叫电导调制效应。

所以基极电流Ib随集电极反偏电压增大而减小,也就是基区有效电阻增大,因此又叫电导调制效应。如此说来,可否将基极调制效应简单好记忆地理解为: Uce高反压下,电压放大倍数会减小。 换句话说: 三极管供电电压VCC越大,放大倍数反而会下降. 核心理由: 高反压下, 基区有效电阻增大。

基极调制效应会导致高反压情况下直流放大倍数下降, 这样说似乎更准确些. 高反压下,基区有效电阻增大,这个电阻对应的是静态电阻. 交流等效电阻和静态等效电阻是两会事. 比如: 电流源的静态电阻很小, 但对应的交流动态电阻可认为无穷大。

作个极限假设: 集电结反向电压为无穷大, 集电结的空间电荷区无限加宽,,基区有效宽度被挤压为0 , 没有载流子复合,也就无法形成基极电流Ib ( 认为基区有效电阻为无穷大) , 没有Ib 也就没有IC , 电压放大倍数为0。

下面做一下重点的总结。

电源输出功率小于实际设计功率;
示波器测量发现电感明显小于设计值;
用电感仪测量电感两种磁芯又没有明显的区别;

这里以一个笑话为例,方便大家理解。直流电动机有个很大的起动电容,有人就想啊,那东西又大又贵,如果用两个小电解电容代替。只要容量一样,耐压一样,不就行了!结果老是炸电容,他就想,是电解电容的容量不准确?耐压不够?是交直流的原因?用更高的耐压?用更先进的测电容仪?用更准确的电容?用交流双极性电解电容?

其实什么都不是,就是电容的过流电流小的原因。回到电感上来说,同样形状的磁芯,同样的磁感量(用同一线圈套不同的两磁芯来测电感量值),为什么工作起来不一样呢?原因在哪呢?其实就是一个原因,就是磁芯的最大磁通值不一样。想测磁芯的最大磁通值,其实也容易,不一定要高级设备,有时可以简单到只用220V交流电,灯泡,交流电压表就行了。

电感的衰减主要和磁性材料的特性有关,如果加电流测空心线圈,电感量没有变化,因为空气的磁导率是恒定的。但是对于磁芯,加电流后形成的磁场将会改变其特性,磁导率先上升后下降,对于高u值的带磁芯电感,这个衰减速度很快,对于低u值的带磁芯电感,这个衰减不是很明显。

所以设计滤波电感,磁材的选择很重要,工作在最大电流时,电感值衰减量应该保证在10%较好。其实只要用TL431加PNP再加几个电阻就可集合所有的优点了。

关键字:电感测量  直流偏置

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016081316666.html
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