基于自適應振蕩器的電感批量測試儀*

*本論文中論述的相關的技術內容已經獲得了國家專利，專利號：ZL2021 2 1822955.7

電感器是一種將電能轉化為磁能的儲能元件，其主要功能是在電路中實現振蕩、調諧、耦合、儲能、濾波、延遲、偏轉等作用^[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，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]。

利用電感組裝產品的電路板時電感的基本參數和其他特性同時影響產品的質量，因此必須進行全面地“體檢”，從而保證產品的一致性和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。

在測量基本參數方面：設計了自適應振蕩器，把電感值轉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。這種方法填補了現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為本文設計的電感批量測試儀的整體框圖。控制部分使用STC15W402AS 單片機，測試的順序為：首先，單片機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，單片機通過控制雙向程控電壓源和電感型自適應振蕩器測試電感值L_X最后，單片機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 測試儀的設計

2.1 自適應電感型振蕩器的設計

本文設計的自適應電感型振蕩器如圖2 所示。

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

表1 檢測L_X的結果

表2 檢測R_X的結果

表3為檢測300 μH 電感的飽和電流的結果。

表3 檢測飽和電流的結果

4 結束語

本文提出的基于自適應振蕩器的電感批量測試儀經過各種測試后可到如下結論：可自動測試出L_X、R_X 基本參數和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)生產中，用于批量測試電感的場合，可篩選基本參數和特性不符合要求的不良品，從而提高產品的合格率。

由于篇幅所限，對單片機控制部分和檢測匝間短路、耐壓特性、虛焊狀態(tài)等沒有詳細論述，在實際應用中用單片機設定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：

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（本文來源于《電子產品世界》雜志2023年3月期）