Testowanie dławików i transformatorów przy wysokim prądzie polaryzacji DC

1, Uwagi dotyczące dokładnego testowania cewek dużej mocy

Cewki indukcyjne odgrywają ważną rolę we wszelkiego rodzaju sprzęcie energoelektroniki.
Są to kluczowe elementy, które muszą działać zadowalająco w szerokim zakresie warunków pracy, na przykład zapewniając magazynowanie energii w ramach obwodu filtra wygładzającego zasilacz od minimalnego do maksymalnego znamionowego prądu stałego.
Dlatego ważne jest, aby sprawdzić zdolność dławika do przenoszenia prądu stałego przy maksymalnym prądzie, aby upewnić się, że został on prawidłowo wyprodukowany, przy użyciu właściwych rdzeni i przewodów.
W przypadku zastosowań o małej mocy elementy uzwojone można sprawdzać wyłącznie za pomocą miernika LCR. Typowymi testami będą indukcyjność (L) i współczynnik jakości (Q).

Testowanie cewek małej mocy za pomocą miernika LCR.

2, Wpływ polaryzacji prądu stałego na pomiary indukcyjności

Ponieważ cewka jest namagnesowana prądem stałym lub wysokim poziomem prądu przemiennego, rdzeń cewki ostatecznie się nasyci.
Wraz ze wzrostem prądu wartość indukcyjności będzie się zmniejszać aż do nasycenia do punktu nasycenia, gdy indukcyjność zmierza do zera.
Jest to szczególnie widoczne w zastosowaniach takich jak zasilacze, wzmacniacze mocy i filtry EMC/EMI, gdzie wartość indukcyjności może ulegać znacznym zmianom w miarę wzrostu prądu i używania cewki bliżej nasycenia magnetycznego.
Konstrukcja magnetyczna cewki/dławika musi zapewniać wystarczający margines projektowy gęstości strumienia, aby uniknąć nasycenia przy zastosowaniu polaryzacji prądu stałego. Poniższa krzywa BH (B = gęstość strumienia, H = natężenie pola magnetycznego) pokazuje tę charakterystykę:



Charakterystyka magnesowania materiału magnetycznego „Krzywa BH”

Jeśli cewka indukcyjna dużej mocy nie zostanie przetestowana, ponieważ będzie używana w ostatecznym zastosowaniu (pod pełnym obciążeniem), wówczas w najlepszym wypadku cewka indukcyjna może powodować problemy z wydajnością na poziomie systemu, w tym szum wyjściowy, nieefektywność i możliwe przegrzanie lub w najgorszym przypadku całkowitą awarię podczas testu końcowego.
Dzieje się tak, ponieważ zmierzona indukcyjność jest dokładna tylko w realistycznych warunkach obciążenia prądem stałym.
Dokładne testowanie cewki indukcyjnej w realistycznych warunkach obciążenia może również prowadzić do lepiej zoptymalizowanej i prawdopodobnie tańszej konstrukcji cewki indukcyjnej.

3. Stosowanie prądu polaryzacji DC podczas testu LCR

Konwencjonalnego zasilacza stałonapięciowego nie można używać z miernikiem LCR, ponieważ jego duża pojemność wyjściowa zakłóci impedancję indukcyjną testowanego urządzenia (DUT) i spowoduje 100% błąd pomiaru.

Aby przezwyciężyć problem niskiej impedancji wyjściowej zasilacza, można podłączyć dużą cewkę indukcyjną (w stosunku do mierzonej cewki) szeregowo z zasilaczem prądu stałego, próbując odizolować cewkę badaną od źródła zasilania prądem stałym.

Historycznie rzecz biorąc, jest to technika najczęściej stosowana przez producentów liczników LCR podczas projektowania zasilania polaryzującego DC. Jednakże wartość cewki szeregowej może być bardzo duża, a jej pojemność własna może poważnie wpłynąć na pomiar. Również ta duża wartość cewki indukcyjnej będzie musiała zostać zmieniona podczas pomiaru różnych wartości cewki indukcyjnej, co uniemożliwia łatwe wdrożenie rozwiązania.

4, Nowoczesny sposób stosowania odchylenia DC

Zasilacz polaryzacji Voltech DC1000 DC ma unikalną konfigurację stopnia wyjściowego stałoprądowego, która elektronicznie (w przeciwieństwie do pasywnego) izoluje zasilanie polaryzacji od testowanego urządzenia, umożliwiając testowanie testowanego urządzenia w realistycznych warunkach obwodu z wysokim i zmiennym prądem stałym.
Elektroniczny zasilacz DC Bias Voltech DC1000 ma znacznie mniejszy wpływ na pomiary miernika LCR niż konwencjonalne zasilacze oparte na cewce indukcyjnej.
Dzięki temu DC1000 może zapewnić dokładniejsze pomiary w mniejszym, lżejszym, bardziej wszechstronnym i sterowalnym pakiecie.
Przeczytaj więcej o teorii naszego rozwiązania - DC1000 - Jak to działa

5, Konfiguracja testowa DC1000 z miernikiem LCR

Charakteryzację indukcyjności można przeprowadzić ręcznie.
Posiadamy również bezpłatne oprogramowanie Sweep Control dla niektórych modeli LCR do sterowania zarówno LCR, jak i DC1000
W przypadku testowania ręcznego prąd reguluje się za pomocą pokrętła na przednim panelu. Pomiary indukcyjności są następnie odczytywane z miernika LCR w normalny sposób w czasie rzeczywistym. Do zestawienia charakterystyki prądu stałego w funkcji indukcyjności można użyć arkusza kalkulacyjnego. Na podstawie tych danych można sporządzić wykres nasycenia.

Ręczna konfiguracja testu

1. Podłącz DC1000 do cewki DUT
2. Podłącz miernik LCR do cewki DUT
3. Skonfiguruj miernik LCR w normalny sposób. Kompensuj pomiar przy włączonym wyjściu DC1000, ale dostarczającym 0,00 A.
4. Dostosuj DC1000 za pomocą pokrętła na panelu przednim do wymaganego kroku prądowego i zmierz wartość indukcyjności (Ls) na mierniku LCR.
5. Skompiluj arkusz kalkulacyjny i wykres zależności prądu od indukcyjności, aby obserwować zmiany indukcyjności i ewentualne nasycenie.
6. Zmniejsz wyjście DC1000 do 0,00 i wyłącz wyjście.
7. Odłączyć miernik LCR.
8. Odłącz DC1000.

Na podstawie tych wyników użytkownicy mogą zobaczyć, kiedy wartość indukcyjności zmniejsza się przy wyższym prądzie i określić dostępny margines projektowy. Dzięki precyzyjnemu i łatwemu w obsłudze DC1000 możliwe jest przyspieszenie procesu projektowania i uniknięcie projektowania z dużymi marginesami, często zmniejszając wymagany rozmiar rdzenia.



Voltech DC1000:

• Współpracuje z większością mierników LCR.
• Płynny i łatwy do kontrolowania prąd wyjściowy prądu stałego o natężeniu 25 A.
• Możliwość układania w stosy równolegle do 250 A
• Minimalny wpływ na pomiar LCR do 3 MHz zapewniający dokładną indukcyjność, umożliwiającą najwyższą dokładność pomiarów LCR.

6, Konfiguracja testu automatycznego (produkcyjnego).

DC1000 bezproblemowo pasuje do środowiska testowego Voltech AT5600 , ATi lub AT3600, zapewniając wszystkie korzyści, jakie zapewnia automatyczne testowanie elementów uzwojonych Voltech AT.


Szybkie automatyczne testowanie za pomocą testerów serii Voltech DC1000 i AT

• Automatyczny tester elementów uzwojonych
• 20 węzłów zostało przełączonych automatycznie
• Proste programowanie
• > 10 RÓŻNYCH TESTÓW na sekundę
• Dostępnych jest ponad 40 testów, w tym L, C, R, współczynnik zwojów, wyciek L, strata na powrocie, równowaga, rezystancja izolacji, wysoki pot (5 kV), udar, waty, prąd magnesujący.
• Prąd polaryzacji DC do 500A (20 x DC1000)

7, patrz także