互感器作为电压互感器运转,为作为测验附件出售的注入变压器供给了一种经济高效的代替计划。
工程实验室一般有一个网络剖析仪,但很少有包含用于DC-DC转换器闭环剖析的注入变压器。安捷伦将此类变压器作为测验设备配件出售,但价格贵重。Ridley Engineering和venable也出售注入变压器。非处方注入变压器具有令人形象深入的标准,但它们的价格也很高。请记住,它们仅仅变形金刚。作为代替计划,您可以经过将电流互感器作为电压互感器来取得具有本钱效益的注入变压器。
宽带宽是规划变压器时最难完成的参数。一方面,低频功用需求更大的磁芯和更多的匝数,这添加了变压器的物理尺度。另一方面,高频功用需求杰出的耦合、小尺度和最小匝数。
走运的是,电流互感器关于大多数运用都是可以接受的。例如,脉冲工程公司的PE-51687在铁氧体磁芯上有一个100匝的初级绕组,没有次级绕组。穿过芯线的孔可让您运用绞合线自定义环绕恣意数量的次级匝数。导线用作被测电路的衔接,并依据次级匝数供给驱动电平。
由于咱们正在构建电压互感器,所以咱们需求操控初级电压。假定变压器的初级电抗高于源的电抗,将50Ω电阻与初级并联可以正确端接网络剖析仪源。关于低频, 初级的感抗有必要高于变压器看到的戴维宁等效值(25Ω)。由于PE-51687的初级电感为20mH,因而变压器作业的最低频率为:Xl = 2×3.1416×频率×Lprim。
200Hz的低频截止电压适用于小信号,但较大的电压会经过超越磁芯的伏秒额定值来诱发磁芯饱满。PE-51687 主器材指定 600V × ms(1V 表明 600ms)。因而,驱动电压电平也会约束低端频率呼应。
高频呼应受初级电容的约束。例如,PE-51687 呼应可用于 5MHz,而且峰值超越该频率(图 1)。请留意,峰值十分大(+15dB),但与次级并联的22Ω电阻会下降(图2)。在大多数状况下,可以经过约束网络剖析仪的上限扫描频率来防止峰值。
图1和图2(以及后来的图5)的网络图由0dBm的网络剖析仪源驱动,剖析仪的50Ω输入由X10 (-20dB)FET探头缓冲,如图3的测验设置所示。本测验中的变压器有八匝特氟龙绝缘 24-AWG 电线。(特氟龙关于电路衔接很有用,由于绝缘层可以接受焊接温度,但任何电线都是可以接受的。匝数比为100:8时,变压器的插入损耗为-21.9dB。因而,丈量值(-42dBm)包含FET探头损耗。
要测验带有注入变压器的闭环体系,有必要在某个时分断开回路。此刻,网络剖析仪A端口(图3)的反射阻抗应该很低,R端口上的反射阻抗应该很高。这些条件很重要,由于假如超越交越的闭环增益远小于,则变压器注入的大部分信号将显现在R端口上。
例如,假如R端口上反射的阻抗仅比A端口上反射的阻抗高九倍,则A端口大将仅显现十分之一的信号。十分之九将出现在 R 端口上,与真实的环路呼应无关。这种状况需求一个阻抗缓冲器(即FET探头)将网络剖析仪的输入阻抗进步到其固有的50Ω电平以上。
在某些状况下,环路增益测验可以接受来自网络剖析仪的50Ω负载,但许多电源的输出阻抗远低于50Ω,因而A端口上的负载不是问题。留意不要过驱动网络剖析仪的50Ω输入。大多数剖析仪将输入约束为5V有效值,修理费用或许很贵重。衰减为-20dB的FET探头答应大多数剖析仪丈量高达50V的电压,而无需运用阻断电容。
装备测验设置后,确认信号注入的正确电平。网络剖析仪更喜爱高于本底噪声的更高信号电平,但电源在呼应大注入信号时或许不会线性运转。在这种状况下,压摆率、电流约束或削波或许决议电路行为。因而,主张运用略大于输出纹波的信号。
PE-51687 的 100:8 匝数比可轻松供给大于大多数输出纹波电压的信号。关于 0dBm (224 mV有效值)输入,变压器输出为18mV有效值(50mVp-p) - 杰出的初始测验等级。网络剖析仪的输出源可以调整注入水平。假如该安置不能供给满足的规模,您还可以经过添加或削减辅佐匝数来调整驱动电平。
关于低频作业,脉冲工程公司的PE-51688供给具有200mH初级电感的80匝初级,可供给低至50Hz的有用信号。其伏秒额定值为 1200V × μs。关于更高的频率,50 圈 PE-51686 是一个不错的挑选。关于十分高的频率(高达100MHz),请运用罗氏线圈。这些高带宽电流互感器具有内部电阻器,用于分流初级绕组上的每个绕组,并在初级和磁芯周围具有法拉第屏蔽。
分流电阻值乘以匝数发生近乎完美的50VValue,每个绕组上的电阻器将阻尼功用分配到整个变压器。尽管价格贵重,但这种变压器简直无振铃,而且可以轻松供给 100MHz 的信号(图 4)。图5的网络图显现了一台带单匝次级的50:1(1V/A)变压器,可从Pearson Electronics或Stangenes Industries Inc.取得。
运用电流检测变压器进行信号注入的首要缺陷是它们在低频下的功用较差。大多数波特图在50Hz以下噪声较大,一般超越80dB,这超出了大多数网络剖析仪的本底噪声约束。可是,大多数DC-DC体系在50Hz以下体现杰出,不需求剖析。假如需求低频丈量,则有必要运用具有更大磁芯、更多匝数或两者兼而有之的变压器。这些改变添加了变压器的物理尺度,这在测验阶段或许是一个缺陷。您还可以下降频率上限:当今大多数体系的交越频率远高于10kHz,这是PE-51687电流互感器的抱负挑选。
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