一种企业使用环境条件下的电感批量检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及检测技术领域，具体是一种企业使用环境条件下的电感批量检测仪。


背景技术：

2.电感广泛用于各种电子设备中，常用的电感可分为小电流的电感和大电流的功率电感，小电流的电感用于各种信号滤波，而大电流的功率电感用于各种dc-dc变换器、d类功率放大器等场合，完成储能和释放能量的作用。功率电感工作在大电流高压状态，因此更注重的是电感的饱和电流值和耐压特性。任何电感都有饱和状态电流is，is的值与磁芯的形状、类型和匝数有关，当电感的工作电流超过is值时电感开始进入饱和状态，电感值急剧下降，电流不再是线性增长而是突变，直接损坏驱动器。同样电感的耐压值达不到要求发生击穿或存在匝间短路时，产生涡流电感严重发热，从而损坏电感和驱动器。
3.功率电感在企业的实际使用环境中，工作电流可达几百ma～几千ma，需要检测出电感值、等效内阻、耐压特性、饱和电流值、虚焊状态、匝间短路、一致性特性等。在小电流状态下电感的虚焊状态，只能检测出断路状态，不能检测出焊接不良而引起的“虚连接”现象，只有在大电流工作时“虚连接”部分被烧断后才能检测出。
4.现有的rlc电感测试仪采用不同频率的几个ma的正弦波电流，测出电感值和损耗值，因此存在如下问题：
5.1、测量时间约为0.5s～1s左右，因此测量时间慢，不便于批量检测；
6.2、只能测量测出电感值和损耗值，由于测量电流较小，无法检测出电感的虚焊状态；
7.3、不能检测出电感的饱和电流值is和电感的耐压特性；
8.4、不能检测出电感一致性状态特性。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种企业使用环境条件下的电感批量检测仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
10.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
11.一种企业使用环境条件下的电感批量检测仪，包括斜率可变型三角波恒流源、电感电压检测器、高压发生器、恒流型泄放器和控制器，所述斜率可变型三角波恒流源的输出端分别连接电感电压检测器的输入端和高压发生器的输入端，高压发生器的输出端连接恒流型泄放器，高压发生器还连接控制器，电感电压检测器的输出端连接控制器，控制器还连接恒流型泄放器。
12.作为本实用新型的进一步技术方案：所述斜率可变型三角波恒流源由集成电路j1、集成电路j2、放大器u2a、场效应管q1、电容c4、电阻r9和电阻rs组成，集成电路j1的脚6连接集成电路j1的脚8和5v电压，集成电路j1的脚7连接集成电路j2的脚6，集成电路j2的脚
7通过电阻r9连接电容c4和放大器u2a的脚3，放大器u2a的脚1连接场效应管q1的栅极，放大器u2a的脚2连接电阻rs1和场效应管q1的源极，电阻rs1的另一端连接电容c4的另一端、集成电路j1的脚5和地，集成电路j1和集成电路j2的型号均为tlc5615c，放大器u2a的型号为ths4062。
13.作为本实用新型的进一步技术方案：所述电感电压检测器由电感l1、电容c1、电阻r4、放大器u1a、电阻r1、r2、r3、r5、r6及二极管d1组成，电感l1的一端连接场效应管q1的漏极、电阻r4和电阻r5，电阻r4的另一端通过电容c1连接电阻r1和10v电压，电阻r1的另一端连接电阻r2和放大器u1a的脚3，电阻r5的另一端连接电阻r6和放大器u1a的脚2，电阻r6的另一端连接电阻r2的另一端、电阻r3和放大器u1a的脚1，电阻r3的另一端连接二极管d1的阴极，二极管d1的阳极接地，放大器u1a的型号为muses02。
14.作为本实用新型的进一步技术方案：所述高压发生器由集成电路u3，场效应管q3，二极管d2，电容c2、c3、电阻r8、r10组成boost型升压器，集成电路u3的脚3连接场效应管q3的栅极和电阻r8，场效应管q3的漏极连接二极管d2的阳极和场效应管q1的漏极，场效应管q3的源极连接电阻r10和集成电路u3的脚6，集成电路u3的脚5连接集成电路j1的脚7，电阻r10的另一端连接集成电路u3的脚1、电容c3、电容c2和地，集成电路u3的脚2连接电阻r8的另一端和电容c3的另一端，集成电路u3的型号为ne555。
15.作为本实用新型的进一步技术方案：所述恒流型泄放器由放大器u1b，电位器vr1，场效应管q2，电阻r7、r11、r12组成恒流型泄放器，放大器u1b的脚5连接电位器vr1的滑动端，放大器u1b的6连接电阻r11和场效应管q2的源极，场效应管q2的漏极连接二极管d2的阴极和电阻r7，电阻r7的另一端连接电阻r12，电位器vr1的一个固定端连接5v电压，电位器vr1的另一个固定端接地，放大器u1b的型号为muses02。
16.作为本实用新型的进一步技术方案：所述控制器由单片机j3，电位器vul、vuh、vr2，蜂鸣器ls1，电容c5以及显示器组成，单片机j3的脚1连接集成电路u3的脚4，单片机j3的脚2连接电位器vr2的滑动端，单片机j3的脚3连接电位器ruh的滑动端，单片机j3的脚4连接电位器rul的滑动端，单片机j3的脚6通过电容c5连接蜂鸣器ls1，蜂鸣器ls1的另一端连接单片机j3的脚10、电位器vul的一个固定端、电位器vuh的一个固定端、电位器vr2的一个固定端和地，单片机j3的脚11和脚12连接显示器，单片机j3的脚19连接电阻r7和电阻r12，单片机j3的脚20连接二极管d1的阴极，单片机j3的型号为stc15w402as。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1、设计了程控电流源，输出斜率可变的对称三角波，测量电感值时用低频三角波电流对电感进行扫描，利用电感的微分特性得到方波后，检测方波电压值的方式测量电感值，因此测量速度很快(小于50ms)；
19.2、测量电感的饱和电流值is时，用三角波电流对电感进行扫描，当电流值超过is时，电感两端的方波电压开始明显下降，利用这个特性检测出饱和电流值is；
20.3、利用较大电流检测电感的等效内阻，因此能测量出电感的虚焊状态；
21.4、在使用环境条件下的大电流、高压条件下，测量电感的耐压特性和匝间短路及一致性状态特性；
22.5、设定上、下限报警线，在饱和电流值is下工作，输出实际工作电压的方式检测电感的一致性状态特性，一旦超过报警警线则发出“嘀嘀”提示音，因此批量检测时无需关注
显示屏，提高检测效率。
附图说明
23.图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1，实施例1：一种企业使用环境条件下的电感批量检测仪，包括斜率可变型三角波恒流源、电感电压检测器、高压发生器、恒流型泄放器和控制器，所述斜率可变型三角波恒流源的输出端分别连接电感电压检测器的输入端和高压发生器的输入端，高压发生器的输出端连接恒流型泄放器，高压发生器还连接控制器，电感电压检测器的输出端连接控制器，控制器还连接恒流型泄放器。
26.测量电感值时，采用较大电流的频率为0.2khz～5khz的对称三角波电流进行扫描电感，因此测量时间很快(小于50ms)，由于测量频率较低，因此电感的寄生电容对测量值的影响很小；测出电感的饱和电流值is；利用较大电流检测电感的等效内阻，因此能测量出电感的虚焊状态；在使用环境条件下的大电流、高压条件下，测量电感的耐压特性和匝间短路及一致性状态特性；设定上、下限报警线，在饱和电流值is下工作，输出实际工作电压的方式检测电感的一致性状态特性，一旦超过报警警线则发出“嘀嘀”提示音，因此批量检测时无需关注显示屏，提高检测效率。
27.实施例2，基于上述实施例1，如图1所示，其中，斜率可变型三角波恒流源由集成电路j1、集成电路j2、放大器u2a、场效应管q1、电容c4、电阻r9和电阻rs组成，集成电路j1的脚6连接集成电路j1的脚8和5v电压，集成电路j1的脚7连接集成电路j2的脚6，集成电路j2的脚7通过电阻r9连接电容c4和放大器u2a的脚3，放大器u2a的脚1连接场效应管q1的栅极，放大器u2a的脚2连接电阻rs1和场效应管q1的源极，电阻rs1的另一端连接电容c4的另一端、集成电路j1的脚5和地，集成电路j1和集成电路j2的型号均为tlc5615c，放大器u2a的型号为ths4062，j1、j2为10位dac芯片，通过dat、clk、cs1及cs2接收数据后，在j1的7脚输出3～5v的电压送到j2的6脚作为参考电压，在j2的7脚输出幅值为0～3v，周期分别为t1＝200us、t2＝2000us、t3＝6000us的对称的三角波，经过c4、r9滤波后形成峰值u
c4
＝3v的三角波电压提供给放大器u2a的同相端，u2a、场效应管q1，电阻r
s1
组成恒流源，u2a的同相端和反相端的电压一样，则电阻r
s1
的峰值电流为三角波上升区的电流表达式为因此三角波电流is的斜率取rs＝1ω、t
x
分别取t1、t2、t3时k
x
分别是k1＝30ma/us、k2＝3ma/us、k3＝1ma/us，利用这个3种不同的电流斜率对电感进行扫描，电感值小的时候用k1扫描，电感值大时候用k3扫描，方法是先用k1扫描如果单片机j3的20脚读入的电压接近5v则表明电感值大用k2扫描。
28.电感电压检测器由电感l1、电容c1、电阻r4、放大器u1a、电阻r1、r2、r3、r5、r6及二极管d1组成，电感l1的一端连接场效应管q1的漏极、电阻r4和电阻r5，电阻r4的另一端通过电容c1连接电阻r1和10v电压，电阻r1的另一端连接电阻r2和放大器u1a的脚3，电阻r5的另一端连接电阻r6和放大器u1a的脚2，电阻r6的另一端连接电阻r2的另一端、电阻r3和放大器u1a的脚1，电阻r3的另一端连接二极管d1的阴极，二极管d1的阳极接地，放大器u1a的型号为muses02，电容c1、电阻r4组成阻尼电路稳定电感两端的电压，r1、r2、r5、r6和u1a组成放大倍数为5的减法器，把电感l1两端的电压检测出来后提供给单片机j3的20脚，经过adc处理后可检测电感两端的电压u
l
，r3、d1的作用是当u1a输出负电压时d1导通，防止负电压输入到j3的20脚。先检测电感的等效电阻值r
l
，j2的7脚输出1v(在0.5v～3v内设定)的直流电压，则q1输出i
l
＝1a的直流电流，则l1两端产生压降为u
l
＝r
lil
，经过u1a放大后j3通过20脚的adc读入后得出等效电阻值r
l
，当检测电感值时在电流斜率k1、k2、k3中选取一种扫描电感，则电感两端产生的方波电压，当t＝t1(t1》10us)和t＝2t1时单片机j3的20脚读取u
l1
＝lk
x
t1k
xrl
和u
l2
＝lk
x
2t1k
xrl
的电压值，然后通过计算出电感l的值，当检测电感的饱和电流值is时，先用快速斜率k1扫描，时间t
x
不断增加三角波电流值也增加，j3通过20脚检测电感两端的电压u
l
，如果u
l
电压接近5v则改用k2扫描，当电流值超过电感的饱和电流时电感的电压u
l
突然变小，j3通过20脚检测到这个突变点，并确认这时的电流值为电感的饱和电流值。
29.高压发生器由集成电路u3，场效应管q3，二极管d2，电容c2、c3、电阻r8、r10组成boost型升压器，集成电路u3的脚3连接场效应管q3的栅极和电阻r8，场效应管q3的漏极连接二极管d2的阳极和场效应管q1的漏极，场效应管q3的源极连接电阻r10和集成电路u3的脚6，集成电路u3的脚5连接集成电路j1的脚7，电阻r10的另一端连接集成电路u3的脚1、电容c3、电容c2和地，集成电路u3的脚2连接电阻r8的另一端和电容c3的另一端，集成电路u3的型号为ne555，当检测电感的等效内阻r
l
、电感值、电感的饱和电流值is时，u3的4脚为低电平，3脚输出低电平q3截止，当检测电感的耐压特性时，单片机j3控制j2使j2的7脚输出0v场效应管q1截止斜率可变型三角波恒流源停止工作，同时j3的1脚输出高电平，则u3、c3、r8组成的振荡器工作，u3的3脚为高电平q3导通，电感l1的电流线性增加，r10的电压也线性增加，通过u3的6脚检测电压，当r10的电压超过u3的5脚电压时，u3的3脚输出低电平q3截止，电感l1的能量通过d2传送给电容c2充电，u3的5脚电压取决于j1的7脚输出电压，当3脚输出低电平时c3的电压经过r8放电，c3的电压下降到u3的5脚电压的1/3时u3的3脚为高电平q3导通，重复上述过程，因此c2不断充电电压上升，最大值取决于恒流型泄放器的设定电流值有关。
30.恒流型泄放器由放大器u1b，电位器vr1，场效应管q2，电阻r7、r11、r12组成恒流型泄放器，泄放c2的充电电压，放大器u1b的脚5连接电位器vr1的滑动端，放大器u1b的6连接电阻r11和场效应管q2的源极，场效应管q2的漏极连接二极管d2的阴极和电阻r7，电阻r7的另一端连接电阻r12，电位器vr1的一个固定端连接5v电压，电位器vr1的另一个固定端接地，放大器u1b的型号为muses02，泄放电流值大小用vr1设定，vr1的分压值越大泄放电流越大，c2的电压变小，工作时vr1的分压值提供给放大器u1b的同相端，u1b、q2，电阻r11组成恒
流源，u1b的同相端和反相端的电压一样，则电阻r11电流因此调节vr1的分压值u
vr1
获得不同的泄放电流，c2的电压经过r7、r12分压后提供j3的19脚，经过adc变换后在显示器中显示c2的电压值。
31.控制器由单片机j3，电位器vul、vuh、vr2，蜂鸣器ls1，电容c5以及显示器组成，单片机j3的脚1连接集成电路u3的脚4，单片机j3的脚2连接电位器vr2的滑动端，单片机j3的脚3连接电位器ruh的滑动端，单片机j3的脚4连接电位器rul的滑动端，单片机j3的脚6通过电容c5连接蜂鸣器ls1，蜂鸣器ls1的另一端连接单片机j3的脚10、电位器vul的一个固定端、电位器vuh的一个固定端、电位器vr2的一个固定端和地，单片机j3的脚11和脚12连接显示器，单片机j3的脚19连接电阻r7和电阻r12，单片机j3的脚20连接二极管d1的阴极，单片机j3的型号为stc15w402as，用vuh设定c2电压的上限值，用vul设定c2电压的下限值，当测试电感符合标准时c2电压在设定的下限值与上限值范围内，当电感不符合标准时会超出这个范围，则单片机j3通过6脚输出1khz的波形，蜂鸣器ls1发出警告音，用vr2设定已经测量的电感的饱和电流值，设定范围为0.2v～3v，则单片机j3通过2脚读入后显示0.2a～3a，同时控制j1在j1的7脚输出0.2v～3v的电压提供给u3的5脚，则电感的峰值电流控制在0.2a～3a实际工作电流范围。
32.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
33.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。