Измерение тока дросселя в импульсных источниках питания

Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2020

Frederik Dostal, Analog Devices

Analog Dialogue

Измерение тока дросселя в импульсных источниках питания

В импульсных источниках питания для временного хранения энергии обычно используются дроссели. Чтобы получить полное представление о схеме преобразования напряжения при исследовании этих источников питания часто бывает полезно измерять дросселя. Но как это сделать лучше всего?

Предлагаемая схема такого измерения показана на Рисунке 1 на примере типичного понижающего преобразователя. Последовательно с дросселем вставляется небольшой отрезок вспомогательного провода. Он используется для подключения токового пробника и отображения тока дросселя на экране осциллографа. Выполнять измерения рекомендуется на той стороне дросселя, где напряжение стабильно. В большинстве топологий импульсных регуляторов дроссель включается таким образом, что напряжение на одной его стороне переключается между двумя крайними значениями, но остается относительно постоянным на другой стороне. В понижающем преобразователе, показанном на Рисунке 1, напряжение коммутационного узла, то есть, с левой стороны дросселя L, переключается между уровнями входного напряжения и земли с частотой управляющих импульсов. Напряжение с правой стороны дросселя обычно относительно постоянно. Чтобы уменьшить помехи, обусловленные емкостной связью, петля измерения тока должна располагаться на «тихой» стороне дросселя, как показано на Рисунке 1.

Схема, иллюстрирующая измерение тока дросселя в импульсном источнике питания.
Рисунок 1. Схема, иллюстрирующая измерение тока дросселя в импульсном источнике питания.

Практический подход к измерению тока дросселя показан на Рисунке 2. Дроссель поднимается и наклонно припаивается к плате одним из двух контактов. Противоположный контакт присоединяется к плате с помощью вспомогательного провода. Это преобразование может быть выполнено довольно легко. Проверенным способом отсоединения дросселя является демонтаж горячим воздухом. Источник горячего воздуха с регулируемой температурой имеется во многих паяльных станциях.

Практическая организация измерения тока дросселя.
Рисунок 2. Практическая организация измерения тока дросселя.

Токовые пробники предлагаются производителями осциллографов. К сожалению, обычно они довольно дороги, поэтому постоянно возникает вопрос о том, можно ли измерить ток дросселя с помощью резисторного шунта. В принципе, это возможно. Однако такой способ измерения имеет недостаток, заключающийся в том, что коммутационные помехи, генерируемые в импульсном источнике питания, через шунтирующий резистор могут легко накладываться на измеряемое напряжение. Из-за этого наблюдаемые результаты не будут адекватны истинному поведению тока дросселя, особенно в самых интересных точках, когда ток дросселя меняет направление.

Синим цветом показан результат измерения тока дросселя; поведение насыщенного дросселя иллюстрируется дополнительной фиолетовой кривой.
Рисунок 3. Синим цветом показан результат измерения тока дросселя;
поведение насыщенного дросселя иллюстрируется
дополнительной фиолетовой кривой.

На Рисунке 3 показан результат измерения тока дросселя импульсного источника питания (синий цвет), сделанного токовым пробником, совместимым с используемым осциллографом. В дополнение к результату измерения, представленному синим цветом, фиолетовым цветом показано, как выглядел бы идущий через дроссель ток, если бы дроссель начинал чрезмерно насыщаться вблизи пиковых значений токов. Это происходит при выборе дросселя, допустимый ток которого недостаточен для данного приложения. Одна из основных причин, почему представляет интерес измерение тока дросселя в импульсном источнике питания, заключается в том, что это дает возможность определить, был ли дроссель выбран правильно, или же он будет насыщаться при работе или при неисправности.

Измерение с помощью шунтирующего резистора вместо токоизмерительных клещей было бы сильно искажено наведенными помехами, особенно при пиковых токах, что затруднило бы обнаружение насыщения дросселя.

Измерение тока катушки очень полезно при исследовании источника питания и может быть легко выполнено с помощью соответствующего оборудования.

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 462
сейчас смотрят 14
представлено поставщиков 579
загружено
позиций
25 067 862