使用直流偏置测量电感
有什么问题？
DC1000A 如何克服存在直流电流时测量电感的常见问题
为什么要在存在直流偏置信号的情况下进行测试？
确认施加直流偏置电流的变压器或电感器的电感是许多应用中的常见测试要求，因为它确认所选磁芯材料将在一定范围的交流和直流信号负载下运行。
当直流偏置电流增加到超过其工作水平时，磁芯将饱和，电感将下降。设计工程师和组件制造商需要确认零件在达到其指定的设计电流水平时仍能正常运行。
LCR测量原理
LCR 表通常用于测量一系列磁性参数，例如阻抗、电感和电阻。这是通过以选定的频率施加固定电压然后测量来实现的
A。被测部件的实际电压
b.流过被测部件的实际电流。
C。电压和电流之间的相位差。
实际上，所有 LCR 表也采用“4 线开尔文”技术。
这使用成对的连接，如图所示。 （见右）
流经 UUT 的电流不会流经（高阻抗）电压测量电路。
因此，电压测量引线或电路上没有压降，因此误差较小。
然而，在电路中引入直流电流源（以检查施加了直流偏置的 UUT），可能会引入另一条 LCR 电流流过的路径。 （见右图）。
因此，这种额外的“错误电流”将导致 UUT 的 LCR 读数出现错误。
导致测量误差的现实生活因素
使用无直流偏置的传统 LCR 表准确测量电感非常简单。然而，如果尝试使用外部电源来生成直流偏置电流，就会变得更加困难。
这里的问题是阻止任何交流电流从 LCR 流过直流电流源。
有四个主要因素导致直流偏置电源出现交流电流泄漏
1. 源极输出电容
传统的台式 PSU 通常包含一个输出电容器以平滑其供电。
这会从 LCR 电源吸收交流电流并导致测量误差。
参见右图，“输出和接地电容”并标记为“1”
2. 直流电源与地之间的电容。
参见右图，“输出和接地电容”并标记为“2”
3. 恒流电源晶体管的非线性响应
请参见右图“晶体管响应”，显示集电极电流与电压的关系。
在理想晶体管中，曲线是平坦的，但实际上存在特征斜率。
当 LCR 交流信号添加到 UUT 两端的直流电压降中时，集电极电流会略有变化，从而导致误差。
4. 晶体管对直流电流响应的变化。
请参见右图“晶体管响应”，显示集电极电流与电压的关系。
除了非线性之外，该误差电流还会随着直流电流输出的变化而变化。参见图“晶体管响应”
1 A 时的响应曲线与 20 A 时的响应曲线不同，因此漏电流 d2 大于 d1
这又意味着在 0 直流安培时执行的传统 LCR 补偿在 5、10、20...直流安培时无效。
消除错误 - DC1000A
Voltech 通过我们的专利校正技术克服了这些问题，解决了这 4 个错误原因。
它消除了可能影响读数的四个误差电流，并允许您在高（且可变）直流电流的实际测试条件下测量 UUT。
为了证明我们解决方案的有效性，我们测试了一个简单的 1 mH 电感器，超过 0-25 DC 安培偏置 @1 V RMS。我们在一定频率范围内执行了此操作，并测量了流过 DC1000A 的误差电流。
我们已经通过故意禁用我们的专利校正电路进行了测试，然后在启用它的情况下再次进行了测试，以显示我们解决方案的有效性。
DC1000A 运行中
从右图可以看出
不带DC1000A校正技术
橙色线显示交流误差电流（我们正在测试的电感器上每伏特）。
这些误差电流随着所施加的直流偏置而变化，并且也是非线性的，因此几乎不可能补偿。它们在不同频率下的幅度和线性度也有所不同。
最重要的是，应该注意的是，RMS 误差电流与 LCR 尝试通过 UUT 测量的交流电流具有相同的数量级 - 误差电流将对您尝试测量的电感产生实际影响。
采用DC1000A校正技术
绿线显示启用 DC1000a 校正电路后误差电流大幅减少。
该技术在所有情况下都能将任何交流电流泄漏降低到通常优于 1 mA，从而使您的 LCR 表能够在直流负载下对电感进行有效且真实的测量。
适用于所有频率、所有电流的一种解决方案
通常，测试工程师会在固定频率下测量一系列不同直流偏置电流的交流电感。适合该特定部分的频率。
我们可以帮助您消除所有频率和所有电流的几乎所有测量误差——适用于您整个制造范围的直流偏置解决方案。
结论
可以表征非理想电源，以消除其在变化的负载、变化的频率和变化的偏置电流上的误差电流。然而，这非常耗时，并且对于每个源来说可能都不同，并且不是一个可以轻松扩展并部署到生产测试环境的解决方案。
DC1000A 为测试工程师提供了解决此问题的方案。
优点
校正电路的用户优势有很多且显着：
1. 直流偏置电源消耗的交流误差电流减少了 100 倍（典型值）。 LCR 表立即产生更准确的结果。
2. 任何残余误差都是恒定的并且与直流偏置电流无关，因此可以通过传统的 LCR 方法轻松补偿。
3. 现在，LCR 表可以像往常一样应用开路和短路补偿，以使测量不受所有杂散影响。
4. DC1000A 不需要与 LCR 表进行特殊连接，也不需要了解其设置，因此适合与任何 LCR 表一起使用。
5. 可以轻松并联多个 DC1000，以进行高达 250 A 的偏压 (10 x DC1000) 的测试。
6. DC1000A 比任何其他大电流直流偏置电源更小、更轻。
准备好尝试 DC1000A 了吗？
请使用下面的表格提出有关使用 DC1000A 测试变压器、电感器和扼流圈的任何问题，以保证您在设计阶段或持续制造过程中的质量。