[发明专利]电感器直流偏置电流源测试设备

说明书

本发明提供一种电感器直流偏置电流源测试设备，包括：LCR数字电桥、1台直流偏置电流源主机及若干台直流偏置电流源从机，直流偏置电流源主机与直流偏置电流源从机并联。通过分布式电源系统使各单元电源相互不影响，隔离式SPI总线使得抗干扰能力加强，12比特DA转换器调整电流大小提高了精度，大电流自动调零电路使系统在250A大电流的情况下依然能够调零，满足LCR数字电桥的测试条件，最终使得测试设备更加稳定，测量结果更加精确、可靠。

技术领域

本发明属于电感测试技术领域，尤其涉及一种电感器直流偏置电流源测试设备。

背景技术

如图1所示，现有测试电感的设备采用1台LCR数字电桥叠加2至3台直流偏置电流源来实现，其中，LCR数字电桥一般使用自动平衡电桥原理。

采用直流偏置电流源替代市面上普通电源的主要原因就是其输出交流阻抗非常大，而普通电源输出交流阻抗非常小，并且低端是接地的，这种特性会影响被测电感的精度，所以直流偏置电流源的输出交流阻抗一般不小于1kΩ。正是上述特性导致直流偏置电流源要比普通电源原理完全不一样，要复杂很多。

目前LCR数字电桥叠加多台直流偏置电流源进行电感测试存在的第一个技术问题是电流源内部电源设计多台叠加容易烧。目前市场上最大只能做到60A，主要是由于电源设计缺陷和控制系统缺陷。原有的仪器电源使用的是集中式的开关电源，即一个开关电源控制芯片加上一个开关电源变压器，开关电源变压器上绕了很多次级绕组来产生仪器需要的各种不同电压，但是，由于这些电压共用了一个变压器和一个控制芯片，导致不同通道之间电源不相互独立，有相关性，导致各通道电源会相互影响，在开关机不稳定状态时会出现电源反馈不同步，最终导致系统崩溃。

测量电感时，有时需要叠加到250A，然而直流偏置电流源单台只能达到20A，因此，目前LCR数字电桥叠加多台直流偏置电流源进行电感测试存在的第二个技术问题是叠加到250A需要更多的从机并联，给控制电路带来了复制性，多台同步控制容易错乱。由于现有控制总线原理限制导致无法达到250A，原有的控制系统使用了MCU数据总线扩展控制外部叠加电流源的方法。由于MCU的数据总线频率非常高，如果把这个总线延长0.5米控制另一台仪器的话，对EMC的要求极高，设计师或使用现场处理不好，就可能导致系统受干扰而出错，引起烧机。并且，也是由于这种控制总线设计，使它能并联多台叠加电流源从机。但是要达到如250A的电流控制总线必须能并联控制至少10台从机，使用原有的MCU数据总线并联的方法是无法实现的。

LCR数字电桥叠加多台直流偏置电流源进行电感测试存在的第三个技术问题是多台重叠，每台精度无法保证，比较难平衡。原有系统使用的是并行8比特DA转换器，精度相对比较差，从而导致多台并联时，累计电流平衡误差增大，如果平衡不了，会导致总叠加台数的减少，总叠加电流上不去。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电感器直流偏置电流源测试设备。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种电感器直流偏置电流源测试设备，包括：LCR数字电桥、1台直流偏置电流源主机及若干台直流偏置电流源从机，所述直流偏置电流源主机与所述直流偏置电流源从机并联，所述直流偏置电流源主机及所述直流偏置电流源从机均包括：偏置电流流出板及偏置电流流入板，所述偏置电流流出板用于为被测电感提供输出的叠加直流电流，所述偏置电流流入板用于接收被测电感流出的直流电流；所述偏置电流流出板与所述偏置电流流入板均包括：光电隔离SPI接口及用于调整电流大小的12比特DA转换器，所述偏置电流流出板与所述偏置电流流入板通过隔离式3线SPI总线进行通信；所述直流偏置电流源主机中的偏置电流流入板还包括：自动凋零电路，用于维持本端的直流电源为0至100mV。