磁気回路を備えたインダクタの飽和電流の決定。スキーム、説明

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磁気回路を備えたインダクタの飽和電流の決定。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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インダクタ、パルストランスの開発と製造では、特定の条件での動作への適合性に疑問が生じます。これは、使用される磁気回路のパラメータが正確にわからないことが多いという事実によるものです。その結果、トランスの磁気回路の材料が飽和状態になり、電源の効率が低下したり、無効になったりする可能性があります。インダクタ（チョーク）の場合、これによりインダクタンスが大幅に減少し、結果が生じます。著者らは、特定の条件での動作の可能性についてそのような要素をチェックできるようにするデバイスを提案しています。

このデバイスは、磁気回路材料の飽和が発生する、強磁性のアルシファーコアを備えたパルストランスのインダクタ（チョーク）または巻線の電流を決定するように設計されています。このような要素の計算と製造にはさまざまな推奨事項がありますが、磁気回路の実際のパラメータ（特に非磁性ギャップがある場合）がわからないと、目的の結果を取得したり、それらのアプリケーションの可能性を判断したりすることは困難です。特定のデバイス。

デバイスのスキームを図に示します。 1. これは、論理要素 DD1.1 ～ DD1.6 のパルス発生器、トランジスタ VT1、VT2 のバッファ段、強力な電界効果スイッチングトランジスタ VT3、および抵抗 R8 の電流センサーで構成されます。バッファ段は、トランジスタ VT3 のゲート-ソース間容量の高速充電および放電を提供し、ダイオード VD4 は、テストされるインダクタの電圧スパイクを制限する役割を果たします。

磁気回路を備えたインダクタの飽和電流の決定
図。 1

パルス発生器は、抵抗器 R4 と R5 によってパルス幅とその繰り返し周期をそれぞれ個別に調整します。パルス幅は、一方の範囲では 6 ～ 60 μs の範囲で変更され、もう一方の範囲では 60 ～ 600 μs の範囲で変更されます。繰り返し周期はそれぞれ 0,2 ～ 2 ms と 2 ～ 20 ms の範囲で変更できます。レンジはスイッチSA1により切り替えられます。電源電圧はダイオード VD3 を介してパルス発生器に供給され、コンデンサ C3 によって平滑化され、パルス電流の流れ中にデバイスの電源回路で発生する干渉の動作への影響が軽減されます。低抵抗の抵抗器Ｒ８がトランジスタＶＴ３のソース回路に設置され、その両端の電圧降下は、このトランジスタと被チェックインダクタ「Ｌｘ」を流れる電流に比例する。電圧はオシロスコープの入力に印加され、その形状は画面上で制御されます。

最初に、最初の範囲では、最小パルス持続時間は最大デューティサイクル（最大繰り返し周期）に設定されます。大きなデューティサイクルにより、トランジスタVT3の平均消費電力を削減できるだけでなく、パルス電流がコンデンサC4、C5によって提供されるため、より強力でない電源を使用できます。オシロスコープをXS2ソケットに接続し、テストしたインダクタをXS1ソケットに接続して、電源電圧（10〜15 V）を印加します。オシロスコープの画面で、図2に対応するオシログラムを取得する必要があります。 5.オシロスコープ画面の画像の明るさが不十分な場合、抵抗R3はパルス繰り返し周期を短くする必要があります。しかし、これに夢中にならないでください。これは、VTXNUMXトランジスタの消費電流と加熱の増加につながるためです。

磁気回路を備えたインダクタの飽和電流の決定
図。 2

次に、パルス幅は電圧の線形増加が非線形になるまで滑らかに増加する必要があり (図 3)、点 Un は磁気コアの材料が飽和する電流を決定します: Isat = Un/0,2。最初のレンジで Un 点に到達できなかった場合、ジェネレーターの XNUMX 番目のレンジがオンになります。

磁気回路を備えたインダクタの飽和電流の決定
図。 3

点Ｕｎにおけるインダクタｔｎ上の電圧パルスの最大許容持続時間は、このパルスの電圧に反比例することに留意されたい。たとえば、供給電圧 15 V のデバイスでパルストランスがチェックされ、パルス幅 tn = 300 μs で飽和が発生した場合、供給電圧 300 V のネットワークスイッチング電源では、パルス幅は次のようになります。 20 分の 15 未満であること: tn <= XNUMX μs。

構造と詳細。すべての部品は片面フォイルグラスファイバー製のボードに取り付けられています。その図面は図に示されています。 4.

磁気回路を備えたインダクタの飽和電流の決定
図。 4

ボードは絶縁材でできたケースに入れられており、その壁にはオシロスコープ、インダクタ（ワニ口クリップも使用可能）、スイッチ、可変抵抗器を接続するためのソケットがあります。このデバイスは、可変抵抗器SP、SPO、SP-4、抵抗器R8 - C5-16MV-2W、残り - MLT、C2-33を使用します。コンデンサ C4、C5 - K50-24、C3 - K50-35 または同様の輸入品、C1、C2 - K73-9、K73-24、K10-17。ダイオード KD510A は任意の文字のインデックスを持つパルス低電力シリーズ KD503、KD521、KD522 に置き換え可能です。ダイオード FR801 は FR802、FR803、HER801 に置き換えることができます。トランジスタ IRFZ44N - IRFZ48N に置き換えることができます。トランジスタ KT3117A、KT313A - それぞれ任意の文字のインデックスを持つ KT698 および KT6127 に置き換えることができます。文字インデックス。

デバイスに電力を供給するには、電流保護機能と最大 10 A の電流で 15 ～ 1 V の出力電圧を備えた安定化電源が使用されます。調整は、発電機の性能をチェックし、必要に応じてグレードを決定することになります。可変抵抗器の目盛り。実行される測定の実際的な利点は、近似的な結果が得られ、実験による検証が必要な計算を簡素化し、解決する問題とより適合する具体的な結果を得ることができることです。

著者：Yu.Gumerov、A.Zuev、Ulyanovsk

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