使用大电流直流偏置测试扼流圈和变压器
一份涵盖使用多种不同技术进行直流偏置测试的文档
1、大功率电感器准确测试的注意事项
电感器在各类电力电子设备中起着重要作用。
它们是必须在各种工作条件下均能令人满意地运行的关键组件，例如，作为电源平滑滤波电路的一部分，从最小到最大额定直流电流输出提供能量存储。
因此，检查扼流圈在最大电流下的直流载流能力非常重要，以确保扼流圈是使用正确的芯线和电线正确制造的。
对于低功率应用，仅可使用 LCR 表检查绕线元件。典型测试包括电感 (L) 和品质因数 (Q) 
使用 LCR 表测试低功率电感器。
2、直流偏置对电感测量的影响
当电感器被直流电或高电平交流电磁化时，电感器磁芯最终会饱和。
随着电流的增加，电感值将减小直至饱和，直至电感趋于零的饱和点。
这在电源、功率放大器和 EMC/EMI 滤波器等应用中尤为明显，随着电流的增加和电感器更接近磁饱和，电感值可能会发生显著改变。
线圈/扼流圈的磁性设计必须确保有足够的磁通密度设计裕度，以避免在施加直流偏置时出现饱和。以下 BH（B = 磁通密度，H = 磁场强度）曲线展示了这一特性： 
磁性材料的磁化特性“BH曲线”
如果大功率电感器未经测试，因为它将用于最终应用（满载下），那么电感器最好的情况下可能会导致系统级性能问题，包括输出噪声、效率低下和可能过热，或者最坏的情况下在最终测试时完全失效。
这是因为测量的电感只有在实际直流负载条件下才是准确的。
在实际负载条件下对电感器进行彻底测试也可能带来更好的优化和更低成本的电感器设计。
3、在 LCR 测试期间施加直流偏置电流
传统的恒压电源不能与 LCR 表一起使用，因为其较大的输出电容将淹没被测设备 (DUT) 的感性阻抗，并导致 100% 的测量误差。 
为了克服电源输出阻抗低的问题，可以将一个大电感器（相对于被测电感器）与直流电源串联，以试图将被测器件电感器与直流电源隔离。 
从历史上看，这是 LCR 表制造商在设计直流偏置电源时最常用的技术。然而，串联电感值可能非常大，其自电容可能会严重影响测量。此外，在测量不同的电感值时必须改变这个大电感值，从而阻碍了轻松部署解决方案。
4、施加直流偏置的现代方法
Voltech DC1000 直流偏置电源具有独特的恒定电流输出级配置，该配置以电子方式（而不是被动方式）将偏置电源与 DUT 隔离，使得 DUT 能够在具有高且可变的直流电流的实际电路条件下进行测试。
Voltech DC1000 电子直流偏置电源对 LCR 仪表测量的影响比传统的基于电感的电源要小得多。
因此，DC1000 可以以更小、更轻、更灵活且更易于控制的封装提供更精确的测量。
详细了解我们解决方案背后的理论 - DC1000 - 工作原理
5、DC1000 测试配置与 LCR 表
电感特性可以手动进行。
我们还为某些 LCR 型号提供免费的扫描控制软件，以控制 LCR 和 DC1000
对于手动测试，电流通过前面板控制旋钮调整。然后像往常一样实时从 LCR 表读取电感测量值。可以使用电子表格来编制直流电流与电感特性。根据此数据可以绘制饱和图。 
手动测试配置
- 将 DC1000 连接到电感 DUT
- 将 LCR 表连接到电感 DUT
- 正常设置 LCR 仪表。使用 DC1000 输出 ON 但输出 0.00 安培来补偿测量。
- 通过前面板控制旋钮调整 DC1000 以获得所需的电流步骤，并在 LCR 表上测量电感值 (Ls)。
- 编制电流与电感的电子表格和图表，以观察电感变化和最终饱和度。
- 将 DC1000 输出减少至 0.00 并关闭输出。
- 断开 LCR 表。
- 断开 DC1000。
从这些结果中，用户可以看到电感值在电流较大时何时减小，并确定可用的设计裕度。使用精确且易于使用的 DC1000，可以加快设计过程，避免设计裕度过大，通常可以减小所需的磁芯尺寸。 
Voltech DC1000：
- 适用于大多数 LCR 表。
- 25A 平滑、易于控制的直流电流输出。
- 可并联堆叠至 250 安培
- 对高达 3 MHz 的 LCR 测量的影响最小，可提供精确的电感，从而实现高精度的 LCR 测量。
6、自动（生产）测试配置
DC1000 可无缝融入Voltech AT5600 、ATi 或 AT3600 测试环境，提供 Voltech AT 自动绕线元件测试所提供的所有优势。 
使用 Voltech DC1000 和 AT 系列测试仪进行高速自动测试
- 自动绕线元件测试机
- 20个节点自动切换
- 编程简单
- > 每秒进行 10 次不同的测试
- 可进行 40 多种测试，包括L、C、R、匝数比、泄漏 L、回波损耗、平衡、绝缘电阻、高压电阻 (5kV)、浪涌、瓦特、磁化电流。
- 直流偏置电流高达 500A (20 x DC1000)