如何將直流偏執(zhí)增加到電感測量中
電感是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為磁能，進而存儲起來的電子元件。設計電感的設計類參考文章很多，這次就不進行贅述，本篇文章將介紹設計之外測量方面的問題。有時在設計完成之后，會發(fā)現(xiàn)電感比預計的設計值要小一些，但是換了磁芯后就正常了，但用電感儀測量電感兩種磁芯又沒有明顯的區(qū)別，在10K和100K的工作頻率下測試都是如此，這就引申出一個問題，如何在測量時加直流偏置?
經(jīng)過思考，可以嘗試通過恒流源來實現(xiàn)這個功能，但明顯這個恒流源不能用普通的開關電源加橫流控制來做，因為后面有電解，這個電解實際上和電感并聯(lián)，測量不到正確值，那么應該怎么做呢，下面就來進行一下討論。
對電源輸出電壓的穩(wěn)定性要求不高, 允許它變動。如果不要電流sense電阻上面的電阻, 連差分放大也不要,直接從PNP的 E 取樣到運放, 只能固定電流sense電阻下端電位, 輸入電壓變動了,怎么辦? 所以,來了個隨動的取樣, 你變我也變。
理論上，電流源的內(nèi)阻將并在被測元件上，造成理論測量誤差。所以，電流源的動態(tài)內(nèi)阻非常重要。要簡化電路，以提高電流源的內(nèi)阻特性。
當溫度發(fā)生改變, PN結導通電壓發(fā)生改變,輸入供電電壓也發(fā)生變動，這種結構不適合恒流要求嚴格的場合。
室內(nèi)溫度變化是比較小的。實驗室測量也是短時間就可以完成的事。加之小功率電路的發(fā)熱也非常少。只要先測好電流，這樣的誤差不用考慮。PN結的穩(wěn)飄為2~3mV/C。只要電流反饋夠深(如反饋信號取2V)，溫飄誤差就非常小。
就是集電極電壓會對基極發(fā)生調(diào)制效應。指基區(qū)的有效寬度隨集電結的反偏電壓的變化而變化的效應。當集電結反向電壓增大時，集電結的空間電荷區(qū)加寬，這就引起基區(qū)有效寬度變窄。因而載流子在基區(qū)復合的機會減小，所以基極電流Ib隨集電極反偏電壓增大而減小，也就是基區(qū)有效電阻增大，因此又叫電導調(diào)制效應。
所以基極電流Ib隨集電極反偏電壓增大而減小，也就是基區(qū)有效電阻增大，因此又叫電導調(diào)制效應。如此說來,可否將基極調(diào)制效應簡單好記憶地理解為: Uce高反壓下,電壓放大倍數(shù)會減小。 換句話說: 三極管供電電壓VCC越大,放大倍數(shù)反而會下降. 核心理由: 高反壓下, 基區(qū)有效電阻增大。
基極調(diào)制效應會導致高反壓情況下直流放大倍數(shù)下降, 這樣說似乎更準確些. 高反壓下,基區(qū)有效電阻增大,這個電阻對應的是靜態(tài)電阻. 交流等效電阻和靜態(tài)等效電阻是兩會事. 比如: 電流源的靜態(tài)電阻很小, 但對應的交流動態(tài)電阻可認為無窮大。
作個極限假設: 集電結反向電壓為無窮大, 集電結的空間電荷區(qū)無限加寬,，基區(qū)有效寬度被擠壓為0 , 沒有載流子復合，也就無法形成基極電流Ib ( 認為基區(qū)有效電阻為無窮大) , 沒有Ib 也就沒有IC ,電壓放大倍數(shù)為0。
下面做一下重點的總結。
電源輸出功率小于實際設計功率;
示波器測量發(fā)現(xiàn)電感明顯小于設計值;
用電感儀測量電感兩種磁芯又沒有明顯的區(qū)別;
這里以一個笑話為例，方便大家理解。直流電動機有個很大的起動電容，有人就想啊，那東西又大又貴，如果用兩個小電解電容代替。只要容量一樣，耐壓一樣，不就行了!結果老是炸電容，他就想，是電解電容的容量不準確?耐壓不夠?是交直流的原因?用更高的耐壓?用更先進的測電容儀?用更準確的電容?用交流雙極性電解電容?
其實什么都不是，就是電容的過流電流小的原因；氐诫姼猩蟻碚f，同樣形狀的磁芯，同樣的磁感量(用同一線圈套不同的兩磁芯來測電感量值)，為什么工作起來不一樣呢?原因在哪呢?其實就是一個原因，就是磁芯的最大磁通值不一樣。想測磁芯的最大磁通值，其實也容易，不一定要高級設備，有時可以簡單到只用220V交流電，燈泡，交流電壓表就行了。
電感的衰減主要和磁性材料的特性有關，如果加電流測空心線圈，電感量沒有變化，因為空氣的磁導率是恒定的。但是對于磁芯，加電流后形成的磁場將會改變其特性，磁導率先上升后下降，對于高u值的帶磁芯電感，這個衰減速度很快，對于低u值的帶磁芯電感，這個衰減不是很明顯。
所以設計濾波電感，磁材的選擇很重要，工作在最大電流時，電感值衰減量應該保證在10%較好。其實只要用TL431加PNP再加幾個電阻就可集合所有的優(yōu)點了。
本篇文章對電感的直流偏置設定進行了較為全面的分析，文中的理論大部分來自對論壇大牛的發(fā)言總結，希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠有所收獲。
編輯：admin 最后修改時間：2023-03-22
