基于自適應(yīng)振蕩器的電感批量測試儀*

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

電感器是一種將電能轉(zhuǎn)化為磁能的儲能元件，其主要功能是在電路中實現(xiàn)振蕩、調(diào)諧、耦合、儲能、濾波、延遲、偏轉(zhuǎn)等作用^[1]。目前，檢測電感的方法主要為交流電橋法。該方法具有測量精度高、功耗較小的優(yōu)點，但存在如下問題：①只能測量出電感值和損耗值等基本參數(shù)，且測量時間較長（約為0.5~1 s），因此不便于快速批量檢測；②由于檢測電流較小，因此無法檢測出電感的虛焊狀態(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)品的電路板時電感的基本參數(shù)和其他特性同時影響產(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個方面提出全新的電感測試方法。

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

在測試電感其他特性方面：為了測試電感工作在額定狀態(tài)下的特性，先測量出飽和電流I_S后，使電感工作在小于I_S但接近I_S的安全狀態(tài)，并把電感電壓設(shè)定在接近該電感實際工作電壓，然后測試電感的其他特性，從而更真實地測試出電感的品質(zhì)。這種方法填補(bǔ)了現(xiàn)在無綜合測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)計的電感批量測試儀的整體框圖。控制部分使用STC15W402AS 單片機(jī)，測試的順序為：首先，單片機(jī)通過控制雙向程控電壓源和電感電壓檢測器測試電感的等效電阻R_X；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)振蕩器測試電感值L_X最后，單片機(jī)通過控制雙向程控電壓源和飽和電流檢測器測試飽和電流I_S、匝間短路、耐壓特性、虛焊狀態(tài)等其他特性。

2 測試儀的設(shè)計

2.1 自適應(yīng)電感型振蕩器的設(shè)計

本文設(shè)計的自適應(yīng)電感型振蕩器如圖2 所示。

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

表1 檢測L_X的結(jié)果

表2 檢測R_X的結(jié)果

表3為檢測300 μH 電感的飽和電流的結(jié)果。

表3 檢測飽和電流的結(jié)果

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試儀經(jīng)過各種測試后可到如下結(jié)論：可自動測試出L_X、R_X 基本參數(shù)和I_S、匝間短路、耐壓特性和虛焊狀態(tài)等特性，測試時間小于0.2 s，且具有使用方便、電路穩(wěn)定可靠、測試速度很快的特點。

因此在企業(yè)生產(chǎn)中，用于批量測試電感的場合，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，對單片機(jī)控制部分和檢測匝間短路、耐壓特性、虛焊狀態(tài)等沒有詳細(xì)論述，在實際應(yīng)用中用單片機(jī)設(shè)定U_n 的上限值和下限制值后測試，如果某一個電感測試時U_n 值超出這個范圍則發(fā)出報警。

參考文獻(xiàn)：

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（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年3月期）