电感饱和电流的两种测量方法

最近在做功率电感的资料整理，学习了电感饱和电流的测量方法，并尝试了其中两种间接测量方法。但从结果上来看，有点鸡肋，与规格书宣称的饱和电流偏差很大（规格书宣称3A，实测值4.8A左右），且转折点不明显，很不好选取，取样误差较大，无法获取准确值。

如图1所示，由直流电源供电，电流钳监测流过电感的电流。具体步骤如下：

1）直流电源“+”极和“-”极分别通过线束连接电感的两边；电流钳可监测任一边线束上的电流。注意电流钳的感应电流方向。

2）直流电源设置合适的输出电压和输出电流，比如设置成10V/3A。注意输出电压不能设置太低。

3）设置示波器为电流检测。电流钳所接通道为触发源，并设置成单次触发模式。注意选择合适的触发阈值。

4）快速打开和关闭直流电源的输出，观察电流波形。

5）如图2所示的电流变化斜率转折点就是饱和电流值，大概为4.5~5A。

如图3所示，由直流电源供电，电感和采样电阻串联在线路中，使用示波器监测采样电阻两端电压。具体步骤如下：

1）按图3所示线路连接，电感和采样电阻串联，直流电源“+”极和“-”极分别连接电感和采样电阻的另一端。示波器探头连接采样电阻两端。注意示波器探头连接方向。

2）直流电源设置合适的输出电压和输出电流，比如设置成10V/3A。注意输出电压不能设置太低。

3）设置示波器为电压检测模式。探头连接通道为触发源，并设置成单次触发模式。注意选择合适的触发阈值。

4）快速打开和关闭直流电源的输出，观察电压波形。

5）如图4所示的电压变化斜率转折点就是饱和电流点。

由于使用大功率滑动变阻器作为采样电阻，使用万用表测量电阻值不准确。在此可以根据电压波形先计算采样电阻。如图4所示，输出电流稳定后为设置的3A限流，此时电压为260mv，因此采样电阻R=0.26V/3A=87mΩ；如图5所示，转折点电压大致为400mv，因此饱和电流值I=0.4V/0.087Ω=4.6A。

在饱和电流点一定会形成一个转折点，但并不是每一个转折点都是饱和电流点。如图6的第一个转折点才是饱和电流点。这是因为，当流过电感的电流达到饱和值后，铁磁材料内的磁通变化量会突然减少，直接导致在线圈中产生的感应电场变小，即线圈两端的电场场强会急剧上升，导致电流急剧上升。因此饱和电流点应该是电流波形斜率变陡的那个点，而不是变缓。

输出电压不能太小，建议选10V以上。如图7所示，输出电压越小，饱和电流的转折点就越不明显。

如下图所示，选取4.8A作为饱和电流点，对应上升时间为580us，电感两端电压为0.25V（直流电源上的显示值），则根据U=Ldi/dt，反推电感值L=Udt/di=0.25V*580us/4.8A=30uH，电感宣称值为33uH，感值大致减小10%。