Mesure de l'inductance avec polarisation CC
Quel est le problème?
Comment le DC1000A surmonte les problèmes courants liés à la mesure de l'inductance en présence de courants continus
Pourquoi tester avec des signaux DC BIAS présents ?
La confirmation de l'inductance des transformateurs ou des inductances avec un courant DC BIAS appliqué est une exigence de test courante dans de nombreuses applications, car elle confirme que le matériau de noyau choisi fonctionnera sur une plage de charges de signal AC et DC.
Lorsque le courant de polarisation CC est augmenté au-delà de son niveau de fonctionnement, le noyau se saturera et l'inductance chutera. Les ingénieurs de conception et les fabricants de composants doivent confirmer que la pièce fonctionne toujours correctement jusqu'au niveau de courant de conception spécifié.
Théorie de la mesure LCR
Les compteurs LCR sont généralement utilisés pour mesurer une gamme de paramètres magnétiques, tels que l'impédance, l'inductance et la résistance. Ceci est réalisé en appliquant une tension fixe à une fréquence choisie, puis en mesurant
un. la tension réelle aux bornes de la pièce testée
b. le courant réel traversant la pièce testée.
c. la différence de phase entre la tension et le courant.
Pratiquement tous les compteurs LCR utilisent également une technique "4 fils Kelvin".
Cela utilise des paires de connexions, comme indiqué dans le diagramme. (voir à droite)
Le courant circulant dans l'UUT ne circule pas dans le circuit de mesure de tension (haute impédance).
Par conséquent, il n'y a pas de chute de tension sur les fils ou le circuit de mesure de tension, donc moins d'erreur.
Cependant, l'introduction d'une source de courant continu dans le circuit (pour vérifier l'UUT avec la polarisation CC appliquée) peut potentiellement introduire un autre chemin pour le courant LCR. (voir à droite).
Ce flux de « courant d'erreur » supplémentaire entraînera donc une erreur dans la lecture du LCR de l'UUT.
Facteurs de la vie réelle causant une erreur de mesure
La mesure précise de l'inductance avec un compteur LCR conventionnel sans polarisation CC est simple. Cependant, cela devient beaucoup plus difficile si vous essayez de le faire en utilisant une alimentation externe pour générer le courant de polarisation CC.
L'arrêt de tout courant alternatif circulant du LCR à travers la source de courant continu est le problème ici.
Il y a quatre facteurs principaux provoquant une fuite de courant alternatif à travers l'alimentation DC Bias
1. Capacité de sortie de la source
Une alimentation de banc conventionnelle contient généralement un condensateur de sortie pour lisser son alimentation.
Cela absorberait le courant alternatif de l'alimentation du LCR et entraînerait une erreur de mesure.
Voir le schéma à droite "capacité de sortie et de masse" et étiqueté "1"
2. Capacité entre la source CC et la terre.
Voir le schéma à droite "capacité de sortie et de masse" et étiqueté "2"
3. Réponse non linéaire des transistors utilisés dans les blocs d'alimentation à courant constant
Voir le schéma à droite "réponse du transistor", montrant le courant du collecteur à la tension.
Dans un transistor idéal les courbes sont plates, mais en réalité il y a une pente caractéristique.
Lorsque le signal CA du LCR est ajouté à la chute de tension CC dans l'UUT, le courant du collecteur varie légèrement, ce qui provoque une erreur.
4. Modification de la réponse du transistor sur courant continu.
Voir le schéma à droite "réponse du transistor", montrant le courant du collecteur à la tension.
En plus d'être non linéaire, ce courant d'erreur change également en fonction de la sortie de courant continu variable. Voir schéma "réponse transistor"
La courbe de réponse à 1 A est différente de 20 A, et donc la fuite de courant d2 est supérieure à d1
Cela signifie à son tour qu'une compensation LCR conventionnelle effectuée à 0 ampère CC ne sera pas valide à 5, 10, 20... Ampères CC.
Suppression de l'erreur - Le DC1000A
Voltech a surmonté ces problèmes grâce à notre technique de correction brevetée, qui traite ces 4 causes d'erreur.
Il supprime les quatre courants d'erreur qui peuvent affecter vos lectures et vous permet de mesurer l'UUT avec des conditions de test réelles sur un courant continu élevé (et variable).
Pour démontrer l'efficacité de notre solution, nous avons testé une simple inductance de 1 mH, sur une polarisation de 0 à 25 ampères CC à 1 V RMS. Nous l'avons effectué sur une gamme de fréquences et avons mesuré le courant d'erreur circulant dans le DC1000A.
Cela a été testé avec notre circuit de correction breveté délibérément désactivé, puis testé à nouveau avec celui-ci activé, pour montrer l'efficacité de notre solution.
DC1000A en action
Comme on peut le voir sur les graphiques à droite
Sans la technologie de correction DC1000A
Les lignes oranges montrent le courant d'erreur AC (par volt à travers l'inductance que nous testons).
Ces courants d'erreur varient pour le DC BIAS appliqué et sont également non linéaires, donc presque impossibles à compenser. Ils varient également en amplitude et en linéarité à différentes fréquences.
Plus important encore, il convient de noter que les courants d'erreur efficaces sont du même ordre de grandeur que le courant alternatif que le LCR tente de mesurer via l'UUT - le courant d'erreur aura un effet réel sur l'inductance que vous essayez de mesurer. .
Avec la technologie de correction DC1000A
Les lignes vertes montrent la réduction massive du courant d'erreur avec le circuit de correction DC1000a activé.
La technique réduit toute fuite de courant alternatif à généralement mieux que 1 mA dans tous les cas, permettant à votre compteur LCR d'effectuer une mesure efficace et réelle de l'inductance sous une charge continue.
Une solution pour toutes les fréquences, tous les courants
En règle générale, les ingénieurs de test mesurent l'inductance CA sur une plage de différents courants de polarisation CC à une fréquence fixe. La fréquence étant adaptée à cette partie spécifique.
Nous pouvons vous aider à supprimer pratiquement toutes les erreurs de mesure sur toutes les fréquences et tous les courants - La solution DC BIAS pour l'ensemble de votre fabrication.
Conclusion
Il est possible de caractériser une alimentation électrique non idéale pour supprimer son courant d'erreur sur des charges variables, des fréquences variables et des courants de polarisation variables. Cependant, cela prend du temps, peut être différent pour chaque source, et n'est pas une solution qui peut facilement être mise à l'échelle et déployée dans un environnement de test de production.
Le DC1000A donne aux ingénieurs de test la solution à ce problème.
Avantages
Les avantages pour l'utilisateur du circuit de correction sont nombreux et significatifs :
1. Le courant d'erreur CA tiré par l'alimentation de polarisation CC est réduit d'un facteur 100 (typique). Cela produit instantanément un résultat plus précis du compteur LCR.
2. Toute erreur résiduelle est constante et indépendante du courant de polarisation CC, elle peut donc facilement être compensée par les méthodes LCR traditionnelles.
3. Maintenant, la compensation d'ouverture et de court-circuit peut être appliquée par le compteur LCR comme d'habitude pour effectuer des mesures exemptes de tous les effets parasites.
4. Le DC1000A ne nécessite aucune connexion spéciale au compteur LCR ni aucune connaissance de ses paramètres, ce qui le rend adapté à une utilisation avec n'importe quel compteur LCR.
5. Plusieurs DC1000 peuvent être facilement connectés en parallèle pour tester avec une polarisation jusqu'à 250 A (10 x DC1000).
6. Le DC1000A est plus petit et plus léger que toute autre alimentation à courant continu à courant continu élevé.
Prêt à essayer un DC1000A ?
Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour poser toutes les questions que vous pourriez avoir sur l'utilisation du DC1000A pour tester vos transformateurs, inductances et selfs afin de garantir votre qualité au stade de la conception ou dans la fabrication en cours.