用示波器探头来测试电感的饱和电流的方法

用示波器探头来测试电感的饱和电流的方法

电感的饱和电流是衡量电感性能的重要参数之一。本文将介绍两种使用示波器探头测试电感饱和电流的方法：直流偏置与小交流信号叠加法和交流大信号法。

直流偏置与小交流信号叠加法

电路搭建

将直流电源、限流电阻、电感串联起来形成一个回路。在电感两端并联一个示波器探头，并且在电路中串联一个小阻值的采样电阻(例如0.1Ω)。连接函数发生器，使其与电感串联，用于叠加一个小交流信号(例如频率为1kHz、峰-峰值为100mV的正弦波信号)。

测量原理

根据电感的电压-电流关系公式。在直流偏置电流逐渐增加的过程中，通过叠加的小交流信号来测量电感的电感值变化。对于小交流信号，电感的阻抗是电感两端小交流信号的电压，Iac是通过电感的小交流信号电流(可通过串联采样电阻上的小交流信号电压计算得到)。又因为Z=wL(w=2πf，f是小交流信号的频率)，所以可以计算出电感值。

操作步骤

首先，将直流电源的输出电流设置为一个较小的值，例如10mA。使用示波器测量电感两端小交流信号的电压Vac以及串联采样电阻上的小交流信号电压VRac，根据（R为采样电阻阻值)计算出Iac，进而计算出
缓慢增加直流电源的输出电流，每次增加一定的值(如5mA)，重复上述测量和计算过程。随着直流电流的增加，当计算得到的电感值L开始明显下降时，此时的直流电流值就是电感的饱和电流。示波器在这个过程中主要是用来准确测量小交流信号的电压Vac。

交流大信号法

电路搭建

使用函数发生器产生一个交流信号，将其通过一个功率放大器(如果需要较大功率驱动电感)后施加到电感上。在电感两端并联示波器探头测量电压，串联一个小电阻(用于测量电流)。

测量原理

当给电感施加交流大信号时，随着信号幅度的增加，电感会逐渐进入饱和状态。正常情况下，电感中的电流i=Imsin(wt)，电感两端电压，电流和电压的相位差为90°。当电感进入饱和状态时，电感值下降，电流和电压之间的关系不再遵循上述线性关系，电流波形会发生畸变，不再是正弦波形状。

操作步骤

开始时，设置函数发生器输出一个较小幅度的交流信号(例如峰-峰值为1V的正弦波)，观察示波器上电感两端的电压波形V(t)和串联电阻上的电压波形VR(t)根据VR(t)可以计算电流波形为串联电阻阻值)。逐渐增加函数发生器输出信号的幅度，每次增加一定的值(如0.5V)。当示波器上显示的电流波形开始出现明显畸变(不再是正弦波形状)时，根据此时电感两端电压的有效值V{rms}和电流的有效值I{rms}(通过串联电阻上电压有效值计算)，由得到的电流值即为饱和电流的近似值。示波器在这里主要用于观察电压和电流波形的变化情况。