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堅融實業(yè)技術(shù)培訓(xùn)-電感參數(shù)測試方法

日期：2012-07-22瀏覽：3214次

堅融實業(yè)技術(shù)培訓(xùn)-電感參數(shù)測試方法

開關(guān)電源以及通信業(yè)的發(fā)展對電感器提出了高頻特性和低損耗的要求，鑒于這種要求的提出，電感器的測試過程也轉(zhuǎn)向了更高頻率的領(lǐng)域，產(chǎn)生了電感參數(shù)測試方法:
    描述一個電感器有幾個參數(shù)，zui常用的測量參數(shù)是電感值（L）和品質(zhì)因數(shù)（Q），此外直流電阻（DCR）也是一個很有用的參數(shù)。
    電感器是一種繞線式的導(dǎo)體，是一種在磁場中儲存能量的器件（與此相對，電容是在電場中儲存能量的器件）。電感器包括有一個內(nèi)芯以及一組繞在內(nèi)芯上的繞組。由于空氣可以看作是恒定不變的，因此它是一種zui簡單的內(nèi)芯材料，但是從實際效率來看，磁性材料如金屬鐵和鐵氧體則更為常用。電感器的內(nèi)芯材料，內(nèi)芯長度和繞線匝數(shù)直接影響著電感器的載流能力。
    串連方式和并聯(lián)方式都可用來進行電感值的測量：對于大電感值的情形，給定頻率下的電抗相對大一些，所以并聯(lián)阻抗比串連阻抗更為顯著，因而應(yīng)采用并聯(lián)等效電路來評測一個大電感。相反，對于低電感值的情形，電抗值較小，因而串連阻抗比并聯(lián)阻抗更為明顯，這樣串連等效電路是一個較好的測量方式。對于非常小電感值的情況，頻率越高測量精度越好。

    實際電感值的測量
    電感值的大小是任何一個線圈的基本電特性，它取決于線圈繞線的匝數(shù)，線圈的直徑，線圈的長度以及內(nèi)芯的特性。
     從定義上來看，電感值是整個磁通鏈（∧）與流過電感或線圈電流（I）的比值。磁通鏈大小取決于媒質(zhì)（內(nèi)芯材料）磁導(dǎo)率（μ）的大小，也就是說電感值大小與磁導(dǎo)率成正比。
磁導(dǎo)率是描述某種材料磁場特性的一種度量參數(shù)，它反映了該材料能夠被磁場穿透的程度，對鐵氧體介質(zhì)而言，它不是一個常數(shù)，它隨材料的組成成分和磁通量密度而變化：
    材料本身不變化，可是磁通量密度則依流過線圈電流的不同而變化。
    電感器的內(nèi)芯材料，內(nèi)芯片度以及繞線匝數(shù)直接影響著感器的載流能力。

  品質(zhì)因數(shù)
　　品質(zhì)因數(shù)是電抗與阻抗的比值，所以是一個無量綱參數(shù)，它是衡量一個電感有多'純'或有多'真'的參量（也就是說，它反映了電感器具有多少比例的純電抗）。
    電感的Q值越高，它的損耗就越小。耗散因數(shù)（D）定義為1/Q，它反映了元件的總損耗。線圈的D受到銅材料損耗、渦流損耗和磁滯損耗的共同影響。

采用直流偏置

為了能測出電感值的大小，電感器必須在實際條件下進行測試，也就是說線圈中應(yīng)有電流流過。標(biāo)準(zhǔn)的LCR測量儀用的是交流源，電流較小，并不適合用來測量電源中使用的那類大電流電感器。
實際進行電感測量時并不需要采用交流大電流源，只需要用一個直流與交流的復(fù)合源就行了。直流偏置可以產(chǎn)生一個使電感偏離正常工作狀態(tài)的測試條件，所以用普通的LCR測量儀就可以進行電感測量。

直流電阻測量
    測量線圈繞線的直流電阻（DCR）或繞線電阻值可以確定繞線線徑是否合適、繞線張力的大小以及在加工生產(chǎn)過程的連接方式。繞線電抗的大小與電流變化的頻率成正比，這就是為什么要測量直流電阻而不是交流阻抗。在低頻條件下，繞線的直流電阻就相當(dāng)于繞線的銅芯損耗，知道了銅芯損耗的多少就可以更估計出被測元件的D值。

    電壓變化
    由于加在電感器上的電壓隨阻抗而變化，而電感器的阻抗又隨著電流而變化。而一般的LCR測量儀設(shè)計用于測量容性和阻性元件，當(dāng)用于測量電感元件時，可能會引起電感值偏差。這種偏差的產(chǎn)生是由于加在電感器上的電壓不能保持恒定不變而引起的。采用電壓電平電路可以監(jiān)測電感上電壓的變化，因而去連續(xù)調(diào)節(jié)可編程電壓源。

恒定不變的電源
     如果流過電感器的電流不能保持恒定不變，那么被測電感器的電感值也會變化，變化值的大小通常是LCR測量儀開路可編程測試電壓的函數(shù)。
     LCR測量儀中的可編程電壓是在開路條件下得到的，當(dāng)測量儀內(nèi)阻（RS）與交流輸出串連起來時，通過內(nèi)阻后電壓會有所下降。當(dāng)被測試元件連到測量儀之后，加在被測元件上的電壓大小取決于RS的大小和被測器件的阻抗大小。測量儀的內(nèi)阻一般在5Ω～100kΩ之間。

     損耗總述
     銅芯損耗在低頻條件下相當(dāng)于繞線的直流電阻，它與電流變化的頻率正好成反比，采用DCR測量方法的電感分析儀可以測量銅芯損耗。
    鐵和銅導(dǎo)體中的渦流損耗是因為流過銅芯中的電流轉(zhuǎn)化成熱量而形成的，它與頻率成正比。
    磁滯損耗的大小與滯后回線所包圍面積的大小成正比，與該回路被橫截的次數(shù)（頻率）也成正比。它隨信號幅值而變化（并不直接相關(guān)），隨頻率增加而增加。但是與信號幅值的數(shù)值關(guān)系并不很顯著，已知某個信號電平并不能直接得到損耗大小。

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