Prueba de bobinas y transformadores con polarización de CC de alta corriente

1, Consideraciones para pruebas precisas de inductores de alta potencia

Los inductores desempeñan un papel importante en todo tipo de equipos de electrónica de potencia.
Son componentes cruciales que deben funcionar satisfactoriamente en una amplia gama de condiciones operativas, por ejemplo, proporcionando almacenamiento de energía como parte de un circuito de filtro de suavizado de fuente de alimentación desde la salida de corriente continua nominal mínima hasta la máxima.
Por lo tanto, es importante verificar la capacidad de transporte de corriente continua del inductor a la corriente máxima para garantizar que se haya fabricado correctamente, utilizando los núcleos y cables correctos.
Para aplicaciones de baja potencia, los componentes bobinados se pueden verificar utilizando únicamente un medidor LCR. Las pruebas típicas serán la inductancia (L) y el factor de calidad (Q).

Prueba de inductores de baja potencia con un medidor LCR.

2, El efecto de la polarización de CC en las mediciones de inductancia

A medida que un inductor se magnetiza con una corriente continua o un alto nivel de corriente alterna, el núcleo del inductor eventualmente se saturará.
A medida que aumenta la corriente, el valor de la inductancia se reducirá hasta la saturación hasta el punto de saturación cuando la inductancia tiende a cero.
Esto es particularmente evidente en aplicaciones como fuentes de alimentación, amplificadores de potencia y filtros EMC/EMI; el valor de la inductancia puede modificarse significativamente a medida que aumenta la corriente y el inductor se utiliza más cerca de la saturación magnética.
El diseño magnético de una bobina/inductancia debe garantizar que haya suficiente margen de diseño de densidad de flujo para evitar la saturación con la aplicación de polarización de CC. La siguiente curva BH (B = densidad de flujo, H = intensidad del campo magnético) demuestra esta característica:



Característica de magnetización del material magnético La "curva BH"

Si un inductor de alta potencia no se prueba ya que se utilizará en una aplicación final (bajo carga completa), entonces, en el mejor de los casos, el inductor puede causar problemas de rendimiento a nivel del sistema, incluido ruido de salida, ineficiencia y posible sobrecalentamiento o, en el peor de los casos, falla total en la prueba final.
Esto se debe a que una inductancia medida sólo es precisa en condiciones de carga de CC realistas.
Las pruebas exhaustivas de un inductor en condiciones de carga realistas también pueden conducir a un diseño de inductor mejor optimizado y posiblemente de menor costo.

3, Aplicación de corriente de polarización CC durante una prueba LCR

No se puede utilizar una fuente de alimentación de voltaje constante convencional con un medidor LCR porque su gran capacitancia de salida inundará la impedancia inductiva del dispositivo bajo prueba (DUT) y dará como resultado un error de medición del 100%.

Para superar el problema de la baja impedancia de salida de la fuente de alimentación, se puede insertar un inductor grande (en relación con el inductor que se está midiendo) en serie con la fuente de alimentación de CC en un intento de aislar el inductor del DUT de la fuente de alimentación de CC.

Históricamente, esta es la técnica más utilizada por los fabricantes de medidores LCR cuando diseñan un suministro de polarización de CC. Sin embargo, el valor del inductor en serie puede ser muy grande y es probable que su autocapacitancia afecte seriamente la medición. Además, este gran valor del inductor tendrá que cambiarse al medir diferentes valores del inductor, lo que impedirá una solución de fácil implementación.

4, La forma moderna de aplicar el sesgo de CC

El suministro de polarización de CC DC1000 de Voltech tiene una configuración única de etapa de salida de corriente constante que aísla electrónicamente (en lugar de pasivamente) el suministro de polarización del DUT, lo que permite probar el DUT en condiciones de circuito realistas con corriente de CC alta y variable.
El suministro electrónico de polarización de CC Voltech DC1000 tiene un efecto significativamente menor en las mediciones del medidor LCR que los suministros convencionales basados en inductores.
Por lo tanto, el DC1000 puede proporcionar mediciones más precisas en un paquete más pequeño, liviano, versátil y controlable.
Lea más sobre la teoría detrás de nuestra solución - DC1000 - Cómo funciona

5, Configuración de prueba DC1000 con un medidor LCR

La caracterización de la inductancia se puede realizar manualmente.
También disponemos de software de control de barrido gratuito para ciertos modelos LCR para controlar tanto el LCR como el DC1000.
Para la prueba manual, la corriente se ajusta mediante la perilla de control del panel frontal. Luego, las mediciones de inductancia se leen desde el medidor LCR como de costumbre en tiempo real. Se puede utilizar una hoja de cálculo para compilar la característica de corriente CC versus inductancia. A partir de estos datos se puede realizar un gráfico de saturación.

Configuración de prueba manual

1. Conecte el DC1000 al inductor DUT
2. Conecte el medidor LCR al inductor DUT
3. Configure el medidor LCR como de costumbre. Compense la medida con la salida DC1000 ON pero entregando 0,00 Amperios.
4. Ajuste el DC1000 mediante la perilla de control del panel frontal para el paso de corriente requerido y mida el valor de inductancia (Ls) en el medidor LCR.
5. Compile una hoja de cálculo y un gráfico de corriente versus inductancia para observar la variación de la inductancia y la eventual saturación.
6. Reduzca la salida del DC1000 a 0,00 y apague la salida.
7. Desconecte el medidor LCR.
8. Desconecte el DC1000.

A partir de estos resultados, los usuarios pueden ver cuándo el valor de la inductancia se reduce a una corriente más alta y determinar el margen de diseño disponible. Con el DC1000, preciso y fácil de usar, es posible acelerar el proceso de diseño y evitar diseñar con grandes márgenes, lo que a menudo reduce el tamaño del núcleo requerido.



El Voltech DC1000:

• Funciona con la mayoría de los medidores LCR.
• 25 A de salida de corriente CC suave y fácil de controlar.
• Apilable en paralelo a 250 amperios.
• Efecto mínimo en la medición LCR de hasta 3 MHz que proporciona una inductancia precisa, lo que permite mediciones LCR de precisión superior.

6, Configuración de prueba automática (producción)

El DC1000 encaja perfectamente en el entorno de prueba Voltech AT5600 , ATi o AT3600 y proporciona todos los beneficios que proporciona la prueba automatizada de componentes bobinados Voltech AT.


Pruebas automáticas de alta velocidad con los probadores de las series Voltech DC1000 y AT

• Probador automático de componentes bobinados
• 20 nodos conmutados automáticamente
• Programación sencilla
• > 10 PRUEBAS DIFERENTES por segundo
• Más de 40 pruebas disponibles, incluidas L, C, R, relación de vueltas, fuga L, pérdida de retorno, equilibrio, resistencia de aislamiento, alto potencial (5 kV), sobretensión, vatios y corriente magnetizante.
• Corriente de polarización CC de hasta 500 A (20 x DC1000)

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