一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪

摘要

本发明公开了一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，包括双向程控电压源、自适应电感型振荡器、电感电压检测器、饱和电流检测器、恒流型负载和控制器，双向程控电压源与自适应电感型振荡器电性连接，并与饱和电流检测器电性连接。本基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，电感的寄生电容对测量值的影响很小，测量精度很高，测量时间很快，采用阶梯法+延迟法的方法，测出电感的饱和电流值IS，且采用增量方式检测，测量精度很高，同时能测量出电感的虚焊状态。

说明书

技术领域

本发明涉及电感检测技术领域，具体为一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪。

背景技术

电感广泛用于各种电子设备中，常用的电感可分为小电流的电感和大电流的功率电感，小电流的电感用于各种信号滤波，而大电流的功率电感用于各种DC-DC变换器、D类功率比较器等场合，完成储能和释放能量的作用。功率电感工作在大电流高压状态，因此更注重的是电感的饱和电流值和耐压特性。任何电感都有饱和状态电流I

功率电感在企业的实际使用环境中，工作电流可达几百mA～几千mA，需要检测出电感值、等效内阻、耐压特性、饱和电流值、虚焊状态、匝间短路、一致性特性等。在小电流状态下电感的虚焊状态，只能检测出断路状态，不能检测出焊接不良而引起的“虚连接”现象，只有在大电流工作时“虚连接”部分被烧断后才能检测出。

现有的RLC电感测试仪采用不同频率的几个mA的正弦波电流，测出电感值和损耗值，因此存在如下问题：

1、测量时间约为0.5s～1s左右，因此测量时间慢，不便于批量检测；

2、只能测量测出电感值和损耗值，由于测量电流较小，无法检测出电感的虚焊状态；

3、不能检测出电感的饱和电流值I

4、不能检测出电感一致性状态特性

基于上述存在的各种缺陷，提出一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，电路简单、工作稳定、且能快速批量检测出电感特性参数，解决了现有技术中出现的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，包括双向程控电压源、自适应电感型振荡器、电感电压检测器、饱和电流检测器、恒流型负载和控制器，双向程控电压源与自适应电感型振荡器电性连接，并与饱和电流检测器电性连接；饱和电流检测器的输出端与恒流型负载电性连接，并与自适应电感型振荡器以及控制器电性连接，自适应电感型振荡器的输出端与电感电压检测器的输入端电性连接，电感电压检测器的输出端连接到控制器的信号输入端。

优选地，所述双向程控电压源包括三极管Q2、三极管Q4、比较器U4A 和排针J1，三极管Q2的基极与三极管Q4的基极相连后连接到比较器U4A 的1脚，三极管Q2的发射极与三极管Q4的发射极相连后连接到比较器U4A 的2脚，并连接到U0电源端输入，比较器U4A的3脚连接到排针J1的4脚，排针J1的5脚与三极管Q4的集电极相连，排针J1的1脚接DATA端子输出，排针J1的2脚接CLK端子输出，排针J1的3脚接CS1端子输出。

优选地，所述自适应电感型振荡器包括电感L

优选地，所述饱和电流检测器包括芯片U2、比较器U3B、比较器U3A、三极管Q5、比较器U1B，芯片U2的型号为NCP5181，芯片U2的2脚连接到电阻R

优选地，所述恒流型负载包括比较器U1A、场效应管Q1、电阻R3、电阻R

优选地，所述电感电压检测器包括比较器U5A、电阻R

优选地，所述控制器采用单片机J3作为主控制芯片，单片机J3的型号为STC15W402AS，单片机J3的2脚连接到比较器U5A的1脚，单片机J3的3 脚连接到比较器U6A的1脚，单片机J3的4脚连接到排针J2的5脚，单片机J3的6脚连接到三级管Q2的发射极；所述单片机J3的7脚连接到二极管 D3的输出端，单片机J3的20脚连接到比较器U1B的7脚，单片机J3的19 脚连接到电阻R

本基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，具有如下有益效果：

1、测量电感值时，采用自适应电感型振荡器，接入待测电感后自动振荡，这种电路振荡频率与工作电压无关，且工作在逻辑状态，因此抗干扰能力强、工作稳定，且串联标准电感降低工作频率，因此电感的寄生电容对测量值的影响很小，测量精度很高，测量时间很快(小于10ms)。

2、采用阶梯法+延迟法的方法，测出电感的饱和电流值I

3、利用较大电流检测电感的等效内阻R

4、在使用环境条件下的大电流、高压条件下，测量电感的耐压特性和匝间短路及一致性状态特性。

附图说明

图1为本发明的整体电路原理图；

图2为本发明的振荡器工作原理图；

图3为本发明的计数N个振荡器波形工作原理图；

图4为本发明的电感值较大和较小时电流特性图；

图5为本发明的阶梯法+延迟法工作原理图。

图中：1、双向程控电压源；2、自适应电感型振荡器；3、电感电压检测器；4、饱和电流检测器；5、恒流型负载；6、控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，包括双向程控电压源1、自适应电感型振荡器2、电感电压检测器3、饱和电流检测器4、恒流型负载5和控制器6，双向程控电压源1与自适应电感型振荡器2 电性连接，并与饱和电流检测器4电性连接；饱和电流检测器4的输出端与恒流型负载5电性连接，并与自适应电感型振荡器2以及控制器6电性连接，自适应电感型振荡器2的输出端与电感电压检测器3的输入端电性连接，电感电压检测器3的输出端连接到控制器6的信号输入端。

其中：双向程控电压源1包括三极管Q2、三极管Q4、比较器U4A和排针J1，三极管Q2的基极与三极管Q4的基极相连后连接到比较器U4A的1 脚，三极管Q2的发射极与三极管Q4的发射极相连后连接到比较器U4A的2 脚，并连接到U0电源端输入，比较器U4A的3脚连接到排针J1的4脚，排针J1的5脚与三极管Q4的集电极相连，排针J1的1脚接DATA端子输出，排针J1的2脚接CLK端子输出，排针J1的3脚接CS1端子输出；双向程控电压源1，在控制器6的控制下输出0～5V的电压，且具有电流上拉和下拉能力。

其中：自适应电感型振荡器2包括电感L

其中：饱和电流检测器4包括芯片U2、比较器U3B、比较器U3A、三极管Q5、比较器U1B，芯片U2的型号为NCP5181，芯片U2的2脚连接到电阻R

其中：恒流型负载5包括比较器U1A、场效应管Q1、电阻R

其中：电感电压检测器3包括比较器U5A、电阻R

其中：控制器6采用单片机J3作为主控制芯片，单片机J3的型号为 STC15W402AS，单片机J3的2脚连接到比较器U5A的1脚，单片机J3的3 脚连接到比较器U6A的1脚，单片机J3的4脚连接到排针J2的5脚，单片机J3的6脚连接到三级管Q2的发射极；单片机J3的7脚连接到二极管D3 的输出端，单片机J3的20脚连接到比较器U1B的7脚，单片机J3的19脚连接到电阻R3的输出端，电阻R3的输入端连接到二极管D1的输出端；单片机J3的16脚连接到排针J1的1脚，单片机J3的15脚连接到排针J1的2 脚，单片机J3的14脚连接到排针J1的3脚，单片机J3的11脚和12脚连接到显示器的输入端；单片机J3把各个引脚读入的信号，经过内部ADC转换后把电感值、电感的等效电阻值、电感饱和电流值、虚焊状态、电感耐压值等信息显示在显示器中。

该基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，各个电路的工作原理如此下：

自适应电感型振荡器2的工作原理参见图2，检测电感L

根据电路的三要素法

为了提高T

检测电感内阻R

饱和电流检测器4的电流I

检测时设定值U

5V电压经过变阻器VR1分压后形成U

综上所述：本基于企业使用环境下的电感特性参数检测仪，测量电感值时，采用自适应电感型振荡器，接入待测电感后自动振荡，这种电路振荡频率与工作电压无关，且工作在逻辑状态，因此抗干扰能力强、工作稳定，且串联标准电感降低工作频率，因此电感的寄生电容对测量值的影响很小，测量精度很高，测量时间很快(小于10ms)；采用阶梯法+延迟法的方法，测出电感的饱和电流值I

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。