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

1. Consideraciones para realizar pruebas precisas de inductores de alta potencia

Los inductores juegan 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 de operación, por ejemplo, proporcionando almacenamiento de energía como parte de un circuito de filtro de suavizado de suministro de energía desde la salida de corriente continua nominal mínima a la máxima.
Por lo tanto, es importante comprobar la capacidad de transporte de corriente continua del estrangulador 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 comprobar 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 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 usa más cerca de la saturación magnética.
El diseño magnético de una bobina o bobina de choque debe garantizar que exista un margen de diseño de densidad de flujo suficiente para evitar la saturación con la polarización de CC aplicada. 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), en el mejor de los casos, el inductor puede causar problemas de rendimiento a nivel del sistema, incluidos ruido de salida, ineficiencia y posible sobrecalentamiento o, en el peor de los casos, una falla completa en la prueba final.
Esto se debe a que una inductancia medida solo es precisa en condiciones de carga de CC realistas.
La prueba exhaustiva de un inductor en condiciones de carga realistas también puede conducir a un diseño de inductor mejor optimizado y posiblemente de menor costo.

3. Aplicación de corriente de polarización de 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 que utilizan con más frecuencia los fabricantes de medidores LCR cuando diseñan una fuente de alimentación de polarización de CC. Sin embargo, el valor del inductor en serie puede ser muy grande y es probable que su capacidad propia afecte gravemente la medición. Además, este gran valor del inductor deberá modificarse al medir diferentes valores de inductor, lo que impide una solución fácil de implementar.

4. La forma moderna de aplicar el sesgo de CC

La fuente de polarización de CC Voltech DC1000 tiene una configuración única de etapa de salida de corriente constante que aísla electrónicamente (en lugar de hacerlo de forma pasiva) la fuente de polarización del DUT, lo que permite probar el DUT en condiciones de circuito realistas con corriente CC alta y variable.
La fuente de alimentación de polarización de CC electrónica Voltech DC1000 tiene un efecto significativamente menor en las mediciones del medidor LCR que las fuentes de alimentación convencionales basadas en inductores.
De este modo, el DC1000 puede proporcionar mediciones más precisas en un paquete más pequeño, más ligero, más 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 contamos con software de control de barrido gratuito para ciertos modelos LCR para controlar tanto LCR como DC1000
Para realizar pruebas manuales, la corriente se ajusta mediante la perilla de control del panel frontal. Luego, las mediciones de inductancia se leen del medidor LCR de manera normal en tiempo real. Se puede utilizar una hoja de cálculo para compilar la corriente CC en función de la característica de 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 de la forma habitual. Compense la medición con la salida DC1000 activada, pero suministrando 0,00 amperios.
4. Ajuste el DC1000 a través de 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 la corriente frente a la inductancia para observar la variación de la inductancia y la saturación final.
6. Reduzca la salida 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 se reduce el valor de la inductancia 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 márgenes grandes, lo que a menudo reduce el tamaño del núcleo necesario.



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 hasta 250 Amperios
• Efecto mínimo en la medición LCR hasta 3 MHz proporcionando una inductancia precisa, lo que permite mediciones LCR de precisión superior.

6. Configuración de prueba automática (de producción)

El DC1000 se integra perfectamente en el entorno de prueba Voltech AT5600 , ATi o AT3600, proporcionando todos los beneficios que ofrece la prueba automatizada de componentes bobinados Voltech AT.


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

• Comprobador 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 voltaje (5 kV), sobretensión, vatios, corriente de magnetización.
• Corriente de polarización CC hasta 500 A (20 x CC 1000)

7, Véase también