Test di induttanze e trasformatori con polarizzazione CC ad alta corrente

1, Considerazioni per test accurati sugli induttori ad alta potenza

Gli induttori svolgono un ruolo importante in tutti i tipi di apparecchiature elettroniche di potenza.
Si tratta di componenti cruciali che devono funzionare in modo soddisfacente in un'ampia gamma di condizioni operative, ad esempio fornendo accumulo di energia come parte di un circuito di filtraggio di livellamento dell'alimentatore dall'uscita di corrente CC nominale minima a massima.
È quindi importante verificare la capacità di trasporto della corrente continua dell'induttanza alla corrente massima per garantire che sia stata prodotta correttamente, utilizzando i nuclei e il filo corretti.
Per le applicazioni a bassa potenza, i componenti avvolti possono essere controllati utilizzando solo un misuratore LCR. I test tipici saranno l'induttanza (L) e il fattore di qualità (Q)

Test di induttori a bassa potenza con un misuratore LCR.

2, L'effetto della polarizzazione CC sulle misurazioni dell'induttanza

Quando un induttore viene magnetizzato con una corrente CC o un livello elevato di corrente CA, il nucleo dell'induttore alla fine si saturerà.
All'aumentare della corrente il valore dell'induttanza si ridurrà fino alla saturazione fino al punto di saturazione in cui l'induttanza tende a zero.
Ciò è particolarmente evidente con applicazioni quali alimentatori, amplificatori di potenza e filtri EMC/EMI, il valore di induttanza può essere modificato in modo significativo all'aumentare della corrente e l'induttore viene utilizzato più vicino alla saturazione magnetica.
Il progetto magnetico di una bobina/induttanza deve garantire che vi sia un margine di progettazione della densità di flusso sufficiente per evitare la saturazione con l'applicazione della polarizzazione CC. La seguente curva BH (B = densità di flusso, H = intensità del campo magnetico) dimostra questa caratteristica:



Caratteristiche di magnetizzazione del materiale magnetico La "curva BH"

Se un induttore ad alta potenza non viene testato poiché verrà utilizzato in un'applicazione finale (a pieno carico), nella migliore delle ipotesi l'induttore potrebbe causare problemi di prestazioni a livello di sistema tra cui rumore di uscita, inefficienza e possibile surriscaldamento o, nel peggiore dei casi, un guasto completo al test finale.
Questo perché l'induttanza misurata è precisa solo in condizioni realistiche di carico CC.
Un test approfondito di un induttore in condizioni di carico realistiche può anche portare a una progettazione dell'induttore meglio ottimizzata e possibilmente a costi inferiori.

3, Applicazione della corrente di polarizzazione CC durante un test LCR

Un alimentatore convenzionale a tensione costante non può essere utilizzato con un misuratore LCR perché la sua grande capacità di uscita sommergerebbe l'impedenza induttiva del dispositivo sotto test (DUT) e comporterebbe un errore di misurazione del 100%.

Per superare il problema della bassa impedenza di uscita dell'alimentatore, è possibile inserire un induttore di grandi dimensioni (rispetto all'induttore da misurare) in serie con l'alimentatore CC nel tentativo di isolare l'induttore del DUT dall'alimentatore CC.

Storicamente questa è la tecnica utilizzata più spesso dai produttori di misuratori LCR quando progettano un'alimentazione di polarizzazione CC. Tuttavia, il valore dell'induttore in serie può essere molto elevato e la sua capacità propria potrebbe influenzare seriamente la misurazione. Inoltre, questo grande valore dell'induttore dovrà essere modificato quando si misurano valori diversi dell'induttore, impedendo una soluzione facilmente implementabile.

4, Il modo moderno di applicare la polarizzazione DC

L' alimentatore polarizzato CC Voltech DC1000 ha un'esclusiva configurazione dello stadio di uscita a corrente costante che isola elettronicamente (anziché passivamente) l'alimentazione polarizzante dal DUT, consentendo di testare il DUT in condizioni di circuito realistiche con corrente CC elevata e variabile.
L'alimentatore elettronico DC Bias Voltech DC1000 ha un effetto significativamente inferiore sulle misurazioni del misuratore LCR rispetto agli alimentatori convenzionali basati su induttori.
Il DC1000 può quindi fornire misurazioni più accurate in un pacchetto più piccolo, leggero, versatile e controllabile.
Scopri di più sulla teoria alla base della nostra soluzione: DC1000: come funziona

5, Configurazione di prova DC1000 con un misuratore LCR

La caratterizzazione dell'induttanza può essere eseguita manualmente.
Disponiamo inoltre di un software Sweep Control gratuito per alcuni modelli LCR per controllare sia LCR che DC1000
Per i test manuali, la corrente viene regolata tramite la manopola di controllo del pannello anteriore. Le misurazioni dell'induttanza vengono quindi lette dal misuratore LCR normalmente in tempo reale. È possibile utilizzare un foglio di calcolo per compilare la caratteristica della corrente CC rispetto all'induttanza. Da questi dati è possibile creare un grafico di saturazione.

Configurazione test manuale

1. Collegare il DC1000 all'induttore DUT
2. Collegare il misuratore LCR all'induttore DUT
3. Configurare il misuratore LCR normalmente. Compensare la misurazione con l'uscita DC1000 attiva ma che eroga 0,00 A.
4. Regolare il DC1000 tramite la manopola di controllo del pannello frontale per il passo di corrente richiesto e misurare il valore di induttanza (Ls) sul misuratore LCR.
5. Compila un foglio di calcolo e un grafico della corrente rispetto all'induttanza per osservare la variazione dell'induttanza e l'eventuale saturazione.
6. Ridurre l'uscita DC1000 a 0,00 e disattivare l'uscita.
7. Scollegare il misuratore LCR.
8. Scollegare il DC1000.

Da questi risultati gli utenti possono vedere quando il valore dell'induttanza si riduce a una corrente più elevata e determinare il margine di progettazione disponibile. Con il DC1000 preciso e facile da usare è possibile accelerare il processo di progettazione ed evitare di progettare con ampi margini, spesso riducendo le dimensioni del nucleo richiesto.



Il Voltech DC1000:

• Funziona con la maggior parte dei misuratori LCR.
• 25 A di uscita di corrente continua fluida e facile da controllare.
• Impilabile in parallelo fino a 250 Ampere
• Effetto minimo sulla misurazione LCR fino a 3 MHz fornendo un'induttanza accurata, consentendo misurazioni LCR di precisione superiore.

6, Configurazione del test automatico (di produzione).

Il DC1000 si adatta perfettamente all'ambiente di test Voltech AT5600 , ATi o AT3600 fornendo tutti i vantaggi offerti dal test automatizzato dei componenti della ferita Voltech AT.


Test automatici ad alta velocità con i tester Voltech DC1000 e serie AT

• Tester automatico dei componenti della ferita
• 20 nodi commutati automaticamente
• Programmazione semplice
• > 10 TEST DIVERSI al secondo
• Oltre 40 test disponibili tra cui L, C, R, rapporto spire, dispersione L, perdita di ritorno, equilibrio, resistenza di isolamento, Hi Pot (5 kV), sovratensione, watt, corrente magnetizzante.
• Corrente di polarizzazione CC fino a 500 A (20 x DC1000)

7, Vedi anche