Современная электроника №5/2019

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 Рис. 4. Кривая B-H Рис. 2. Измерение среднего значения индуктивности, Гн Рис. 3. Измеренная зависимость i от ∫ U тока. Для определения индуктивности встроенная в осциллограф программа анализа мощности интегрирует напря- жение по времени и делит результат на величину изменения тока. Кроме того, она устраняет постоянное смещение и использует усреднение для расчёта индуктивности. Измеряя индуктивность трансфор- матора, важно отключить нагрузку от вторичной обмотки. Измерение пер- вичной обмотки трансформатора без нагрузки эквивалентно измерению дросселя с одной обмоткой. При опре- делении значений индуктивности свя- занной катушки с несколькими обмот- ками на одном сердечнике полученные данные будут отличаться от реальных из-за влияния тока, протекающего в других обмотках. На рисунке 2 показано измерение среднего значения индуктивности в генри. Жёлтая кривая (канал 1) пред- ставляет собой напряжение на дроссе- ле, а синяя кривая (канал 2) – ток, про- текающий через него. Левый график показывает зависимость тока i от ∫ U × dt , наклон которой равен индуктивности. На рисунке 3 показана измеренная зависимость i от ∫ U , которая позволяет глубже понять поведение индуктивно- сти. Здесь наблюдается постоянное сме- щение, накапливающееся за миллисе- кундные периоды. Жёлтая кривая (ка- нал 1) представляет собой напряжение на дросселе, а синяя кривая (канал 2) – ток, протекающий через него. И ЗМЕРЕНИЕ КРИВОЙ B-H Индуктивные компоненты источни- ка питания проектируются в расчёте на определённые напряжение, ток, топологию и конкретный тип силово- го преобразователя. Рабочие режимы дросселей и трансформаторов помога- ют достичь стабильности импульсно- го источника питания. Однако рабочие характеристики источника могут отли- чаться во время включения, стабиль- ной работы, при изменении нагруз- ки и условий окружающей среды, что сильно усложняет учёт всех возмож- ных сценариев в процессе проекти- рования. Для обеспечения стабильности ИИП важно определить рабочую область индуктивного компонента. Как пра- вило, нужно не допустить насыще- ния сердечника и обеспечить работу в линейной области кривой гистере- зиса. Тем не менее расчёт индуктив- ного компонента и обеспечение его работы в линейной области гистере- зиса во всех условиях является очень сложной задачей. Кривые B-H , аналогичные той, что показана на рисунке 4, помогают разра- ботчикам визуализировать поведение дросселя и его сердечника. В данном примере H представляет собой напря- жённость магнитного поля в устрой- стве. Она измеряется в А/м и пропор- циональна току: . Результирующая магнитная индук- ция B пропорциональна интегралу от напряжения на устройстве. Магнит- ная индукция измеряется в теслах и характеризует силу магнитного поля. Она определяет силу воздействия магнитного поля на движущийся заряд. Эта кривая позволяет оценить следу- ющие важные характеристики: ● магнитная проницаемость μ (измеря- ется в Гн/м; является характеристи- кой материала сердечника и равна скорости, с которой напряжённость магнитного поля H (зависящая от тока) порождает магнитную индук- цию B (интеграл от напряжения); рав- Магнитная индукция ( В ) Напряжённость магнитного поля ( Н ) Н С B R B S