Bedeutung und Herausforderungen der Induktivitätsmessung
Warum der Voltech DC1000A die einzige Komplettlösung ist
I. Einleitung
II. Induktivitätsprüfung für Transformatoren und Induktivitäten
III. Das eigentliche Problem bei Induktivitätsprüfungen: Gleichstromvorspannung, Kernsättigung und fehlerhafte Messdaten
- Effizienz
- Restwelligkeit
- EMV-Konformität
- Stabilität der Wandlerregelung
- Übermäßige Wärmeentwicklung und langfristige Zuverlässigkeit
In realen Anwendungen werden Induktivitäten und Transformatoren selten einem reinen Wechselstromsignal ausgesetzt.
Sie arbeiten gleichzeitig mit einer Kombination aus Wechsel- und Gleichstrom:
✔ Wechselstrom: die Wechselstromkomponente, die zur Energieübertragung, zum Schalten oder Filtern verwendet wird
✔ Gleichstrom: der stationäre Laststrom, der durch die Wicklung fließt
Wenn Gleichstrom durch den Kern fließt, treibt er das magnetische Material näher an die Sättigung heran.
Mit zunehmender Sättigung sinkt die effektive Permeabilität des Kerns, was zu einer starken Verringerung der Induktivität führt – oft um 80 % oder mehr.
Aus diesem Grund kann der Widerstand von Induktoren, die beispielsweise 100 µH messen, bei voller Stromstärke um 20 % sinken und bei doppelter Stromstärke sogar auf bis zu 20 µH.
Die mit herkömmlichen Kleinsignal-Wechselstromprüfmethoden gemessene Induktivität gibt jedoch nicht wieder, wie sich das Bauteil unter realen Betriebsbedingungen verhält, bei denen Gleichstrom vorhanden ist.
Risiken ungenauer Induktivitätsmessung
× Falsche Auswahl von Induktivität oder Kern
× Übermäßige Welligkeit und Wärmeverluste
× Betrieb außerhalb der spezifizierten Auslegungsgrenzen
× EMV-Fehler während der Zertifizierung
× Späte Überarbeitungen in der Validierungsphase
× Feldausfälle und Garantierücksendungen
IV. Warum herkömmliche Induktivitätsprüfmethoden unter Gleichstromvorspannung versagen
1) Kleinsignal-LCR-Messgeräte messen nur bei niedrigen Strömen
Die meisten LCR-Messgeräte messen nur bei kleinen Signalpegeln (typischerweise 100 mA oder weniger), was für eine grundlegende Sortierung ausreicht, aber nicht, um zu verstehen, wie sich das Bauteil in einem realen Stromkreis verhält.
2) Universelle Netzteile verschlimmern die Situation.
Standardnetzteile verschlechtern die Messung sogar noch. Ihre großen Ausgangskondensatoren unterbrechen das Wechselstrom-Testsignal und machen so genaue Induktivitätsmessungen unmöglich.
Um die Induktivität unter realen Betriebsbedingungen genau zu messen, benötigen Sie eine Gleichspannungsquelle, die die Einschränkungen aller herkömmlichen Testmethoden überwindet .
Genau das bietet der DC1000A.
V. DC1000A Präzisions-Gleichstrom-Vorspannungsnetzteil: Die einzige wirkliche Lösung für genaue Induktivitätsmessungen
Das Voltech DC1000A 25A Präzisions-Gleichstromnetzteil ist eine spezielle, hochpräzise Gleichstromquelle, die speziell für die Prüfung von Induktivitäten, Drosseln und Transformatoren entwickelt wurde.
KONVENTIONELLES (ALLGEMEINES) NETZTEIL
VOLTECH DC1000A Gleichstrom-Vorspannungsquelle
| Probleme mit herkömmlichen (Universal-)Netzteilen | DC1000A Gleichstrom-Vorspannungsquellenlösung |
|---|---|
| Das LCR-Testsignal wird an den Ausgangskondensator und nicht an die Induktivität angelegt. | Kein Ausgangskondensator – das LCR-Testsignal durchläuft direkt die Induktivität. |
| Der Prüfstrom umgeht die Spule. | Misst die tatsächliche Induktivität |
| irreführende Messergebnisse | Gewährleistet konsistente und hochpräzise Testergebnisse |
| Schwer zu erkennende Messfehler | Speziell entwickelt für Gleichstrom-Vorspannungsmessungen mit beliebigen LCR-Messgeräten. |
Der DC1000A verzichtet auf den bei Standardnetzteilen üblicherweise vorhandenen Ausgangskondensator und verwendet eine aktive Konstantstrom-Ausgangskonfiguration , die die Vorspannungsquelle elektronisch vom Prüfling trennt. Dadurch kann die Induktivität unter realistischen Schaltungsbedingungen mit hohem Gleichstrom, einstellbaren Ausgangspegeln, stabiler Leistung und genauen Messergebnissen gemessen werden.
Der DC1000A verfügt außerdem über eine proprietäre AC-Korrekturschaltung, die diese AC-Fehlerströme um bis zu 100× reduziert und so die Messgenauigkeit sofort verbessert.
1) Die Messwicklung erfasst das Testsignal
2) Ein hochverstärkender Regelkreis speist ein Wechselstromsignal in die Induktivität ein.
3) Treibt die Wechselspannung am Induktor gegen Null.
Die untenstehende Grafik zeigt die signifikante Reduzierung des Fehlerstroms, wenn die Korrekturschaltung des DC1000A aktiv ist.
Vorteile der proprietären Wechselstromkorrekturschaltung des Voltech DC1000A
✔ Wahre Induktivität unter Gleichstromvorspannung
✔ Hochpräzise Messergebnisse
✔ Vollständige Integrität des Wechselstromtests
✔ Mehrpunkt-Induktivitäts-Strom-Prüfung über den gesamten Betriebsbereich
✔ Für die Verwendung mit beliebigen LCR-Messgeräten ist keine spezielle Schnittstelle oder Modifikation erforderlich.
✔ Kompakte, eigenständige DC-Vorspannungsversorgung
✔ Mehrere Einheiten können für höhere Ströme (bis zu 250 A) problemlos parallelgeschaltet werden.
✔ Stabile und reproduzierbare Messergebnisse
DC1000A + Beliebiges LCR-Messgerät
Die DC1000A ist die einzige Gleichspannungsquelle, die mit jedem LCR-Meter verwendet werden kann, um die Induktivität unter realen Gleichspannungsbedingungen genau zu messen.
In dieser Konfiguration liefert das LCR-Messgerät das Wechselstrom-Testsignal, während das DC1000A den benötigten Gleichstrom liefert.
Dadurch kann die Induktivität des Prüflings (DUT) bei verschiedenen Gleichspannungspegeln genau gemessen werden, ohne die Fehler, die normalerweise durch herkömmliche Stromversorgungen verursacht werden.
Der Voltech-Vorteil
Komplettlösung: DC1000A + AT-Serien-Tester
In Kombination mit einem Voltech AT Series Tester (AT3600, AT5600 oder AT7600) wird der DC1000A zu einer vollständig integrierten DC-Bias-Lösung für die automatisierte Prüfung von Transformatoren und Induktivitäten.
In dieser Konfiguration steuert der AT-Tester sowohl die AC-Testparameter als auch den DC-Vorspannungsstrom, sodass alle Messungen, einschließlich der Induktivität unter Last, in einem einzigen automatisierten Testprogramm durchgeführt werden können.
Einzigartige Vorteile:
- Echtzeit-Induktivitäts-Strom-Diagramme
- Vollständige Automatisierung und Wiederholbarkeit
- Rückverfolgbarkeit und Konformität der Kalibrierung
- Von der Forschung und Entwicklung zur Produktion – eine Testplattform
VI. DC1000A Hauptmerkmale
Besonderheit | Spezifikation |
|---|---|
DC-Vorspannungsausgang | 0–25 A pro Einheit |
Aktuelle Genauigkeit | ±0,5 % des Messwerts ±25 mA |
Parallelbetrieb | Bis zu 8 Einheiten (insgesamt 200 A) |
Ausgabearchitektur | Aktive Konstantstromkonfiguration |
Kompatibilität von LCR-Messgeräten | Funktioniert mit jedem LCR-Messgerät |
AT-Serien-Integration | Vollständig softwaregesteuert mit AT-System |
VII. Nachgewiesene Ergebnisse in verschiedenen Anwendungsbereichen
| Anwendungsart | Typische Verwendung |
|---|---|
| Leistungsinduktivitäten und Drosseln | DC-Vorspannungscharakterisierung |
| SMPS-Magnetik | Lastzustandsprüfung |
| Automobil-Induktoren | Bestätigt die Leistungsfähigkeit unter hohen Strömen |
| Untersuchungen zu Transformatorleckströmen und -induktivitäten | Vorsättigungsverhalten |
| Hochstromkerne | Gleichstrom-Vorspannungsprüfung mehrerer Einheiten |
VIII. Schlussfolgerung
Ohne eine hochpräzise, speziell entwickelte Gleichspannungsquelle lässt sich die Induktivität unter realen Betriebsbedingungen nicht messen. Herkömmliche Labornetzteile und improvisierte Testmethoden liefern allesamt unzuverlässige Ergebnisse, was genaue Induktivitätsmessungen extrem schwierig, wenn nicht gar unmöglich macht.
Der Voltech DC1000A ändert das. Er liefert eine stabile, hochpräzise Gleichstromquelle, die speziell für genaue Induktivitätsmessungen entwickelt wurde – mit der in der Forschung und Entwicklung erforderlichen Genauigkeit, der in der Produktion benötigten Automatisierung und voller Kompatibilität sowohl mit eigenständigen LCR-Messgeräten als auch mit automatisierten Testsystemen der Voltech AT-Serie.
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Da das Induktivitätsverhalten unter Gleichstromvorspannung konstruktionsspezifisch ist, erhält man die aussagekräftigsten Ergebnisse durch Tests der eigenen Bauteile unter den eigenen Bedingungen.
Das 30-tägige Evaluierungsprogramm von Voltech für den DC1000A ermöglicht es Ingenieuren, die Leistung zu überprüfen und die Technologie selbst zu erleben.
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