2.5.2充電電流、電壓、波形檢測課件講解

汽車電子電氣與空調舒適系統(tǒng)技術起動與充電系統(tǒng)檢測維修起動充電性能檢測起動電流、電壓、起動電動機轉速檢測充電電流、電壓、波形檢測一二目錄起動和充電系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)流讀取及分析三充電電流、電壓、波形檢測第一種是充電電流法。使用電流鉗直接測試發(fā)電機到電瓶之間的電路的充電情況。起動發(fā)動機以后會有一個電流，這個電流會隨著用電器的增多而變大。只要有電流，一般就是在充電。如何檢測發(fā)電機是否發(fā)電—電流檢測充電電流、電壓、波形檢測第二種是空載充電電壓法。在不起動發(fā)動機的情況下去測電瓶電壓，比如測得電壓是12.5V；當起動發(fā)動機以后再測電瓶電壓，這時候應該要比剛才的12.5V高，同時高出的電壓值不能超過2V。如何檢測發(fā)電機是否發(fā)電—電壓檢測充電電流、電壓、波形檢測分清充電系統(tǒng)控制類型現(xiàn)在的充電系統(tǒng)控制類型主要是兩種：一種是傳統(tǒng)的調節(jié)器進行直接調節(jié)，另一種是新型的充電系統(tǒng)，靠ECU和調節(jié)器共同來控制。如果是傳統(tǒng)調節(jié)器控制的系統(tǒng)，一般充電指示燈點亮，這時候用解碼器讀取故障碼，是不會有故障代碼的。而ECU控制的充電系統(tǒng)，可以用解碼器讀取故障代碼，然后根據(jù)故障代碼進行檢修。如何檢測發(fā)電機是否發(fā)電—充電系統(tǒng)維修注意要素充電電流、電壓、波形檢測分清是控制問題還是發(fā)電機問題比如說檢測不充電的時候，一定要檢測清楚究竟是發(fā)電機有問題，還是調節(jié)器的供電或者線路有問題，其實就是要分清楚是線路還是發(fā)電機本身的問題。如何檢測發(fā)電機是否發(fā)電—充電系統(tǒng)維修注意要素充電電流、電壓、波形檢測不可以盲目更換配件不能說發(fā)電機不發(fā)電，就認為一定是發(fā)電機本身的問題。很多問題是來自于發(fā)電機線路，并不是說換個發(fā)電機就能好的。如何檢測發(fā)電機是否發(fā)電—充電系統(tǒng)維修注意要素充電電流、電壓、波形檢測電感充放電波形分析在軟件程序中配置定時器中斷控制開關組，只對電感進行單向充電與放電，每個狀態(tài)持續(xù)時間100μs即周期為200μs，占空比為0.5，將電感放入圖3-11中被測電路Lx端，用示波器可觀看到波形如圖5-1所示。圖5-1電感充放電波形圖充電電流、電壓、波形檢測上圖所顯示的為電感充電與放電的電壓與電流波形圖，其中所測量的電感為1mH，電路中直接測量電感兩端的電壓可直接在示波器上顯示。因為示波器測量的是電壓，不能直接測量電流，但可以通過在回路中接入合適電阻，把回路電流轉化為電阻上的電壓，就可以通過示波器進行觀察和測量了。通過電感的充放電原理可知，電感內阻也影響電感對二極管的放電時間，為了不影響相對關系，串聯(lián)的電阻必須絕對小，電路中電流最大值為100mA，串聯(lián)電阻兩端電壓很小必須對兩端電壓進行放大。因此電流的波形是在電感一端串聯(lián)大小為0.3歐姆的電阻，其兩端的電壓放大100倍所顯示的波形。充電電流、電壓、波形檢測波形呈現(xiàn)為兩個周期，第一通道顯示的為電壓波形，第二通道為電流波形。A、B、C和D為充電狀態(tài)，放電狀態(tài)對應E、F兩段.A區(qū)呈現(xiàn)的是電感的瞬間增量電流Δi/Δt;B區(qū)反映電流變化，電壓波形uL=-UDP=-0.3V，電流是線性下降，其最后電壓趨近于rL×IS，電流趨近恒流源信號IS。從圖中看出反相電壓受D限制，如果沒有D,uL反向沖量更大。隨著i的減小，uL不足以擊穿D的PN結時，出現(xiàn)阻尼振蕩，也就是圖中的C區(qū)，C區(qū)的電壓電流都因為電感自身寄生電容的影響呈阻尼振蕩，最后進入D區(qū):D區(qū)有穩(wěn)定的電壓和電流,電感充電達到的最后直流狀態(tài)，有磁通鏈Ψ=LxIS，uL=DCR×IS，I=IS,其中DCR為電感的直流內阻。充電電流、電壓、波形檢測在放電階段，E區(qū)是電感存儲電能，它經自身內阻的消耗對二極管放電，并維持其導通時間τD;F區(qū)是電感能量不足以擊穿PN結而與白身寄生電容構成LC阻尼振蕩，從波形上看主要是電壓振蕩，電流幾乎為零。如果充放電周期足夠長，這個阻尼振蕩會最終到零狀態(tài)，開始下一個周期。從電感的充放電波形圖中，可證明在前文原理分析是正確的，電感的自身的數(shù)值可通過放電時間τD和rL推導出。(1)直流內阻rL對電感放電時間τD的影響電感直流內阻DCR是電感內部參數(shù)，通過前文理論分析可知，在放電階段，電感相當于與自身內阻串聯(lián)，并對二極管進行放電，電感內阻會損耗部分磁場能量，會對儀器測量τD產生影響，從而影響電感值。選取大小為823mH的工字型屯感作為主要參考標準，通過LCR電橋測試其內阻電阻為662.7mΩ,實驗中所選電橋測量儀型號為充電電流、電壓、波形檢測日置HIOKI532-50,其測試頻率可在42Hz~5MHz寬廣頻率量程內以4位精確度自由調整，操作非常簡便，改變設置時通過觸模屏幕，所需的設定選項會順序排列顯示出來。為了分析直流電阻對電感放電時間影響，電路中將不同大小的電阻與參考電感相串聯(lián)，放在測量電路Lx的位置上，設置輸出的頻率(采樣頻率設置為1kHz,占空比為0.5)，在顯示屏上觀察相應的N值(每累計20ns遞加一個計數(shù)值)，申聯(lián)電阻RP、放電時間N值如表5-1所示。充電電流、電壓、波形檢測表5-1申聯(lián)電阻與電感放電時間數(shù)據(jù)對比充電電流、電壓、波形檢測

圖5-2串聯(lián)電阻與放電時間關系圖充電電流、電壓、波形檢測

表5-2

Rs與rL數(shù)據(jù)對比充電電流、電壓、波形檢測在表中Rs為電感內阻與表5-1中電阻Rp串聯(lián)，經LCR電橋測量出的標稱阻值。rL為經儀器測量所顯示的阻值，誤差Err=Rs-rL。從表中所示數(shù)據(jù)可以看出，實際測量電感內阻rL與電橋測量的阻值Rs誤差很小，因此在電感充電穩(wěn)定期間，即在第二狀態(tài)(正向電感內阻測量狀態(tài))方法是正確的。在穩(wěn)定狀態(tài)其測量為電感內阻上的電壓，ADC采樣結果的變動-般不會超過士3mV,即土1個LSB(精確值是3V/1024=2.93mV),當去除以流過電感內阻穩(wěn)定恒流源100mA時，最低的精度為29.3mΩ，能夠滿足測量所需要求。MATLAB擬合后的電感內阻絕對誤差曲線如圖5-3所示。充電電流、電壓、波形檢測圖5-3電感內阻測量絕對誤差擬合曲線充電電流、電壓、波形檢測(2)不同磁導率檢測分析眾所周知，磁導率μ是磁性材料的一個關鍵性指標，對于不同磁性材料其對應的磁導率也是各不相同的，在此對對不同磁導率的電感在放電時所對應的τD進行了測量。實驗中選用了初始磁導率分別為60、100、200電感骨架，電感線圈選取了直徑為0.2mm的銅制導線其匝數(shù)從11-38匝，測得不同磁導率、匝數(shù)以及放電時間N(每20ns一個計數(shù))數(shù)據(jù)如表5-3所示。充電電流、電壓、波形檢測充電電流、電壓、波形檢測將表5-3中所示數(shù)據(jù)通過MATLAB進行仿真，其結果如圖5-4所示。在圖中可以明顯觀察到，在相同匝數(shù)（相同電感內阻）的情況下，不同磁性材料其磁導率的數(shù)值越大，對應的電感值就越大，放電時間τD(N值)也會越長，磁導率與放電時間τD呈正比關系。充電電流、電壓、波形檢測

不同電感類型檢測分析充電電流、電壓、波形檢測充電電流、電壓、波形檢測Lx=9.125-258.9x+0.06649y

公式中x和y分別對應電感測量中的rL和N,工字型電感的計算公式為:其中a0=9.125.a1=258.9，a2=0.06649,擬合圖形如圖5-5所示。充電電流、電壓、波形檢測充電電流、電壓、波形檢測Lx=2.258-683x+0.05416y鎳環(huán)型電感的計算公式為:其中a0=2.258，a1=683,a2=0.05416，擬合圖形如圖5-6所示。充電電流、電壓、波形檢測Lx=7.771-170x+0.04008y鐵粉磁環(huán)型電感的計算公式為:其中a0=7.771，a1=170，a2=0.04008，擬合圖形如圖5-7所示。