Détermination du courant de saturation des inducteurs à circuits magnétiques. Schéma, description

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Détermination du courant de saturation des inducteurs à circuits magnétiques. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur

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Lors du développement et de la fabrication d'inductances, de transformateurs d'impulsions, la question se pose de leur aptitude à fonctionner dans des conditions spécifiques. Ceci est dû au fait que les paramètres des circuits magnétiques utilisés ne sont souvent pas exactement connus. En conséquence, une situation est possible lorsque le matériau du circuit magnétique du transformateur entre en saturation, ce qui réduit l'efficacité de l'alimentation ou la désactive. Pour les inducteurs (inductances), cela conduit à une réduction significative de l'inductance avec les conséquences qui en découlent. Les auteurs proposent un dispositif qui permet de vérifier la possibilité de fonctionnement de ces éléments dans des conditions spécifiques.

L'appareil est conçu pour déterminer le courant des inductances (bobines) ou des enroulements de transformateurs d'impulsions à noyaux ferromagnétiques en alsifer, au niveau desquels se produit la saturation du matériau du circuit magnétique. Bien qu'il existe diverses recommandations pour le calcul et la fabrication de tels éléments, mais sans connaître les paramètres réels du circuit magnétique (en particulier avec un entrefer non magnétique), il est difficile d'obtenir le résultat souhaité ou de déterminer la possibilité de leur application dans un appareil particulier.

Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 1. Il se compose d'un générateur d'impulsions sur les éléments logiques DD1.1 - DD1.6, d'un étage tampon sur les transistors VT1, VT2, d'un puissant transistor de commutation à effet de champ VT3 et d'un capteur de courant sur la résistance R8. L'étage tampon assure une charge et une décharge rapides de la capacité grille-source du transistor VT3, la diode VD4 sert à limiter les pics de tension sur l'inductance testée.

Détermination du courant de saturation des inducteurs à circuits magnétiques
Fig. 1

Le générateur d'impulsions met en œuvre un réglage séparé par les résistances R4 et R5 de la durée des impulsions et de leur période de répétition, respectivement. La durée d'impulsion est modifiée entre 6 et 60 µs sur une plage et entre 60 et 600 µs sur l'autre. La période de répétition peut être modifiée entre 0,2...2 ms et 2...20 ms, respectivement. Les gammes sont commutées par le commutateur SA1. La tension d'alimentation est fournie au générateur d'impulsions via la diode VD3 et lissée par le condensateur C3, ce qui réduit l'effet sur son fonctionnement des interférences qui se produisent dans le circuit d'alimentation de l'appareil lors de la circulation des courants pulsés. Une résistance à faible résistance R3 est installée dans le circuit source du transistor VT8, dont la chute de tension est proportionnelle au courant traversant ce transistor et l'inductance vérifiée "Lx". La tension est appliquée à l'entrée de l'oscilloscope, sur l'écran duquel sa forme est contrôlée.

Initialement, dans la première plage, la durée d'impulsion minimale est fixée au rapport cyclique maximal (période de répétition maximale). Un cycle de service important vous permet de réduire la dissipation de puissance moyenne sur le transistor VT3, ainsi que d'utiliser une source d'alimentation moins puissante, car le courant pulsé est fourni par les condensateurs C4, C5. Un oscilloscope est connecté aux prises XS2, l'inductance testée est connectée aux prises XS1 et la tension d'alimentation (10 ... 15 V) est appliquée. Sur l'écran de l'oscilloscope, il faut obtenir un oscillogramme correspondant à la Fig. 2. Si la luminosité de l'image sur l'écran de l'oscilloscope est insuffisante, la résistance R5 doit réduire la période de répétition des impulsions. Mais vous ne devriez pas vous laisser emporter par cela, car cela entraînerait une augmentation de la consommation de courant et de l'échauffement du transistor VT3.

Détermination du courant de saturation des inducteurs à circuits magnétiques
Fig. 2

Ensuite, la durée de l'impulsion doit être progressivement augmentée jusqu'à ce que l'augmentation linéaire de la tension devienne non linéaire (Fig. 3), et le point Un détermine le courant auquel le matériau du noyau magnétique est saturé : Isat = Un/0,2. S'il n'a pas été possible d'atteindre le point Un sur la première plage, la deuxième plage du générateur est enclenchée.

Détermination du courant de saturation des inducteurs à circuits magnétiques
Fig. 3

Il est à noter que la durée maximale admissible de l'impulsion de tension sur l'inductance tn au point Un est inversement proportionnelle à la tension de cette impulsion. Par exemple, si un transformateur d'impulsions est vérifié dans un appareil à une tension d'alimentation de 15 V et qu'une saturation se produit à une durée d'impulsion tn = 300 μs, alors dans une alimentation à découpage de réseau à une tension d'alimentation de 300 V, la durée d'impulsion doit être 20 fois moindre : tn <= 15 μs.

Construction et détails. Toutes les pièces sont montées sur une planche en fibre de verre à feuille unilatérale, son dessin est illustré à la fig. 4.

Détermination du courant de saturation des inducteurs à circuits magnétiques
Fig. 4

La carte est placée dans un boîtier en matériau isolant, sur les parois duquel se trouvent des prises pour connecter un oscilloscope, des inductances (des pinces crocodiles peuvent être utilisées), un interrupteur et des résistances variables. L'appareil utilise des résistances variables SP, SPO, SP-4, résistance R8 - C5-16MV-2W, le reste - MLT, C2-33. Condensateurs C4, C5 - K50-24, C3 - K50-35 ou similaires importés, C1, C2 - K73-9, K73-24, K10-17. Les diodes KD510A sont remplaçables par les séries d'impulsions à faible puissance KD503, KD521, KD522 avec n'importe quel indice de lettre, la diode FR801 peut être remplacée par FR802, FR803, HER801, le transistor IRFZ44N - par IRFZ48N, les transistors KT3117A, KT313A - respectivement par KT698 et KT6127 avec n'importe quel index des lettres.

Pour alimenter l'appareil, on utilise une alimentation stabilisée avec protection de courant et une tension de sortie de 10 ... 15 V à un courant allant jusqu'à 1 A. Le réglage se résume à vérifier les performances du générateur et, si vous le souhaitez, à évaluer le échelles de résistances variables. L'intérêt pratique des mesures effectuées est qu'il est possible de simplifier les calculs qui donnent des résultats approximatifs et nécessitent une vérification expérimentale, et d'obtenir des résultats spécifiques plus compatibles avec le problème à résoudre.

Auteurs : Yu.Gumerov, A.Zuev, Oulianovsk

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