Современная электроника №9/2023

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2023 Рис . 2. Кривая намагничивания ферромагнетика Рис . 3. Влияние насыщения на импеданс дросселя Рис . 4. Экспериментальная установка : схема и фото , где B – индукция [ Тл ], L – индуктив - ность при протекании тока [ Гн ], I – ток [ А ], S – сечение магнитопровода [ М 2 ]. На графике амплитудно - частотной характеристики импеданса насыщение будет проявляться уменьшением импе - данса в индуктивной области частот , так как закон его изменения в данной области подчиняется выражению (2). При этом значения сопротивления и ёмкости неизменны . Влияние насыще - ния на импеданс показано на рис . 3. Пропуская постоянный ток с некоторым шагом через дроссель , возможно найти импеданс индуктивности в каждой точке тока и , используя (2), найти зависимость индуктивности от протекающего тока L ( I ). Часть II: Эксперимент . Устройство измерителя импеданса Для измерения импеданса удоб - но воспользоваться осциллографом с функцией построения диаграммы Боде или специализированным инструмен - том , в нашем случае это векторный ана - лизатор цепей Bode 100. Покажем экс - периментальную установку на рис . 4. Генератор качающейся частоты U ген ( f , t ) подключён через развязывающий транс - форматор T разв и развязывающий конден - сатор С разв к испытуемойиндуктивности L последовательно с токоизмерительным резистором R i . Трансформатор необходим для гальванической развязки генерато - ра , конденсатор – для исключения влия - ния источника тока I ист на трансформатор . При выборе развязывающего конденса - тора обращают внимание на его ёмкость : она должна быть такой , чтобы на мини - мальной частоте измерения его импеданс не превышал значений порядка сотенОм иизмеритель мог зафиксировать напря - жение на дросселе и протекающий через него ток . В нашем случае это электроли - тический конденсатор 680 мкФ с импе - дансом на минимальной частоте изме - рения 10 Гц , равным 23 Ом . Для анализа изменения индуктив - ности на дроссель подают постоян - ный ток от источника I ист через индук - тивность L ист . Данная индуктивность должна быть много больше испытуе - мой для исключения влияния импе - данса источника тока на эксперимент . В нашем случае L ист = 860 мкГн , что означает разницу в 180 раз : L ист >> L. Первый канал измерителя , CH A , подключается на контакты испытуемо - го дросселя , второй , CH B, на контакты токоизмерительного резистора . Отме - тим , что в данной схеме ток детектиру - ется противофазно , поэтому измерен - ное значение фазы будет отличаться от реального на π радиан . Для полу - чения истинного значения импедан - са измерения корректируются на вели - чину токоизмерительного резистора |Z| = |Z| изм ⋅ R i . Сведём параметры измерительной установки в единую таблицу ( табл . 1). Анализ параметров дросселя IHLP4040DZER4R7M11. Импеданс при отсутствии тока Подключим дроссель , минимизи - руя длину всех дополнительных цепей , и выполним измерение импеданса при нулевом значении постоянной состав - ляющей тока . Частотную характеристи - ку импеданса покажем на рис . 5. Проведём анализ амплитуды и фазы импеданса . Таблица 1. Номиналы компонентов измерительной схемы Компонент Номинал C разв 680 мкФ L ист 860 мкГн R i 10,98 Ом (4) (5) (6) (7) U ген (f, t) T разв С разв L ист I ист R i CH B CH A L