测量电感、变压器的饱和电流的方法-电流探头

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# s" `& r# M2 G4 F" a      我们经常反反复复的强调：不管是ACDC变换器，还是DCDC变换器，都要校核变压器或电感的饱和电流，其饱和电流必须大于系统设定的OCP电流，并保证足够的余量。
电感的厂家数据表通常会给出其产品的饱和电流，而ACDC的变压器，例如反激变换器变压器，基本上都是工程师自己设计的，设计过程中，基于圆整的初级匝数或电感，然后调整电感磁芯的气隙大小，很少校核变压器实际的饱和电流值。
那么，工程师在实验室，如何自己测量电感或变压器的饱和电流？
       过去的数十年中，作者和很多的工程师交流过，把这个小技巧分享过给大家。现在，在这里详细的说明。
一、电感或变压器的饱和电流测量步骤
) K, A' T# K# Q+ M: A) L% \, g& H       电感或变压器的饱和电流测量步骤如下：

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图1 电感的饱和电流测量

, R; k  u9 z1 O$ F$ Q1 o! Q          1、用导线L1把直流电源的正端和电感的管脚A连接起来，导线L1的端点和电感的管脚A可以焊起来。
          2、直流电源输出电压设定在10V，设定好直流电源的限流电流，可以先设定一个较小的值，如1A。
          3、将电流探头连接在示波器的接口上，电流探头的卡口端卡在导线L1上，注意电流探头的方向，和测量的电流方向一致。
# z0 ^( A% R3 L: E# E9 j          4、将导线L2的一端和和直流电源的负端连接好。
          5、示波器调在电流探头连接的通道触发，触发值调在较低的值，如0.2A；同时，示波器调在单次触发。
          6、按直流电源输出键，输出直流电压；用手拿着导线L2的另一端，让导线头去触碰电感的管脚B端，然后迅速拿开导线L2，让导线头和电感的管脚B端脱离接触。
3 I5 j4 G( R6 _, @0 d" R/ l          7、适当缩小时基，观察示波器的波形，如果电感电流的波形后面变平，则增加直流电源的限流点，重复步骤5、步骤6，直到出现如图2的电感电流波形。
# T' ?. P+ L* s* u$ {          8、测量电感电流波形的拐点位置，即约为电感的饱和电流。图2中，拐点位置约为13A，电感的饱和电流约为13A。
& t, @" l2 O8 p! \7 z 时基（X轴）和电流刻度（Y轴）开始的时候可以先设定大一些的值，然后，依据测量波形的情况，逐渐的缩小到合适的范围，保证能看到完整的电流波形即可。
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图2 电感的电流波形，L=10uH，Vin=10V

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/ c% G, m2 o" m% b/ `5 W' p! q" s6 j( Z7 ?       变压器初级的饱和电流的测量过程同上，只是测量的时候，所加的电压可以用高一些，如使用20V，或更高的电压。
1 t- s; R5 o$ g5 ^: Z1 l  \ 二、测量原理
       当电感二端加上电压，电感激磁，电感电流随着时间线性增加:
1 A' [+ b0 W: Q       L*dt/dt=V
+ W6 X# v5 y* D# L       电感饱和时，L突然急剧变小，激磁电压不变，那么，电感电流变化率di/dt会急剧变大：
       dt/dt=V/L
: z" }3 v5 H- n# J" J1 j- p6 j' A       电感电流变化率di/dt急剧变大的拐点位置，即为电感的饱和电流。
选择电流探头的方法
; X9 S4 I* `$ d1 n7 b       1、电流类型：是DC/AC 还是AC类型电流探头；
. D2 ]) S& {# `  s7 M7 G       2、电流大小：包括最大电流和最小电流，最大电流还要考虑频率问题；
       3、带宽：不仅要考虑波形的频率还要考虑上升沿的速度；
8 v* Z; O( n2 u       4、精度：配合示波器选取≥1%以上，配合功率分析仪的选取≤1%；
; B+ ]2 s5 s3 e0 ?  W       5、被测导线直径：决定钳口孔径大小；
- r" K" ^8 t1 Z$ ~4 v       6、被测的空间大小：决定钳口形状大小；
       7、钳口结构：开口还是闭口；
* r# d3 f: {3 p/ n       8、温度范围：注意电流探头的温度使用范围，选择合适的探头。
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示波器调在电流探头连接的通道触发，触发值调在较低的值，如0.2A；同时，示波器调在单次触发。