Selfs CC - Contexte et mesures
Ce document décrit les méthodes de test pour tous les types de selfs CC.
1, Qu'est-ce que le biais DC et quand doit-il être testé ?
Dans le contexte d'un transformateur ou d'une self, la polarisation CC décrit un élément de courant constant qui est ajouté au signal CA.
De nombreux composants bobinés doivent fonctionner avec des courants continus qui les traversent et, lors de la phase de conception, il est nécessaire d'établir que le composant fonctionnera correctement avec le courant spécifié.
Cependant, dans le cas de tests de production, il est possible de confirmer le bon assemblage, et donc le bon fonctionnement d'un composant bobiné, sans appliquer de polarisation DC.
Cependant, pour plus de confiance, vous devez vérifier avec la polarisation DC présente, en utilisant une unité de polarisation DC telle que le DC1000A pour garantir un fonctionnement correct à chaque pat.
Le Voltech AT5600 permet l'intégration du DC1000A et un audit automatique des performances DC.
2, applications à faible courant et à courant élevé
Dans certains cas, le courant de polarisation CC est faible (inférieur à 400 mA).
Comme par exemple dans les transformateurs télécoms où un enroulement est en série avec le courant continu d'alimentation du téléphone.
Dans d'autres cas, le courant de polarisation CC est beaucoup plus important, comme dans les inductances utilisées comme filtres de sortie sur les alimentations :
Dans tous ces cas, le composant enroulé doit conserver une inductance spécifiée avec le courant nominal D circulant dans l'enroulement.
3, Considérations de conception
Les matériaux magnétiques tels que le fer et la ferrite ont généralement une valeur de perméabilité élevée, c'est-à-dire qu'une bobine d'un nombre de tours donné aura beaucoup plus d'inductance que le même noyau dans l'air.
Cependant, un composant enroulé avec un noyau à haute perméabilité a une courbe BH très raide et, par conséquent, ne peut tolérer qu'un très faible courant de polarisation CC, sinon le noyau saturera.
Si le noyau sature, l’inductance chutera à une valeur très faible.
Afin de fabriquer une bobine qui fonctionnera avec des valeurs plus élevées de courant de polarisation continu, il est nécessaire de réduire la perméabilité du noyau.
Cela se fait en introduisant des entrefers dans le circuit magnétique, soit en utilisant un espacement physique, soit en utilisant un noyau constitué d'un composite de matériaux magnétiques et non magnétiques (réalisant l'effet d'entrefer).
Les noyaux avec entrefer ont une perméabilité globale beaucoup plus faible et peuvent tolérer des courants continus beaucoup plus importants avant de saturer :
4, test de polarisation CC
4.1 Noyaux pour petits courants de polarisation CC
Les composants enroulés pour petits courants de polarisation CC sont généralement construits avec des noyaux ayant une perméabilité moyenne à élevée.
La valeur de perméabilité de ces noyaux varie d'un lot à l'autre, car elle dépend du procédé de fabrication du noyau lui-même.
Cette variation se traduit par une large tolérance de l'inductance mesurée de l'enroulement, qui se reflète dans la large tolérance de la constante d'inductance (AL) des spécifications des principaux fabricants.
Cette variation de l'inductance entraîne la possibilité que certaines bobines soient capables de tolérer le courant de polarisation continu spécifié et d'autres non :
Le seul moyen sûr de vérifier si la bobine peut fonctionner avec un courant continu spécifié est de mesurer l'inductance. avec ce petit courant de polarisation CC circulant , garantissant que l'inductance est au moins la valeur minimale spécifiée.
Les tests LSB LPB et ZB intégrés de l'AT5600 permettent une polarisation CC jusqu'à 1 A sans avoir besoin d'une source de polarisation externe.
4.2 Noyaux pour courants de polarisation CC plus importants
Comme mentionné précédemment, les bobines destinées à des courants de polarisation CC plus élevés (supérieurs à environ 400 mA) ont un noyau à faible perméabilité en raison des entrefers.
À mesure que l'entrefer augmente, la perméabilité et, par conséquent, l'inductance diminuent, et la capacité de courant continu augmente, comme indiqué ci-dessous pour un noyau E en ferrite à entrefer typique. (Le nombre de tours est le même pour chaque valeur.)
Trou d'air | Inductance | Capacité de courant continu |
| 0,0 mm | 19,1 mH | 0,36 A |
| 0,2 mm | 9,2 mH | 1,37 A |
| 0,5 mm | 5,9 mH | 2,06 UN |
| 1,0 mm | 4,9 mH | 2,53 A |
| 2,0 mm | 4,1 mH | 3,18 UN |
| 5,0 millimètres | 3,2 mH | 4.00 A |
À condition que le noyau ne sature pas, ce qui est établi lors de la phase de conception, la valeur de l'inductance de tout transformateur sera la même avec ou sans polarisation CC appliquée.
Pour illustrer cela, le graphique ci-dessous montre les mesures d'inductance obtenues à partir du transformateur dans le tableau ci-dessus sans polarisation CC, par rapport au même transformateur avec la polarisation CC spécifiée appliquée.
Pour les noyaux avec des entrefers plus grands, la perméabilité et, par conséquent, l'inductance sont déterminées principalement par la taille de l'entrefer et sont beaucoup moins affectées par les variations du matériau du noyau.
Il en résulte que la variation de l'inductance est beaucoup plus faible avec un noyau à espacement, car l'espacement a une perméabilité beaucoup plus constante que le matériau magnétique lui-même. La valeur de l'inductance sera donc prévisible dans une tolérance serrée.
Il s'ensuit donc qu'une mesure de l'inductance (sans polarisation CC) d'une telle bobine fournit la vérification nécessaire que le noyau possède l'entrefer correct et, par conséquent, a la capacité de fonctionner au courant CC spécifié.
5, Conclusions sur le biais DC
Toutes les selfs CC utilisent des noyaux à faible perméabilité, soit des noyaux de fer en poudre, soit des noyaux de ferrite avec un entrefer important.
Une faible perméabilité est essentielle pour éviter que le noyau ne sature avec un courant continu important.
L'inductance est une mesure de la pente de la courbe BH.
Un noyau à haute perméabilité peut avoir une pente ou une valeur d'inductance avec une large tolérance.
La faible perméabilité des noyaux à entrefer ou en poudre de fer fait que ces noyaux présentent une inductance qui peut être spécifiée dans des limites très serrées.
Noyaux pour faibles courants de polarisation CC (<400 mA) | Noyaux pour courants de polarisation CC élevés (>400 mA) |
Mesurez l'inductance avec le courant continu spécifié dans l'enroulement. Acceptez de larges limites sur la plage de valeurs d'inductance, mais le résultat doit être supérieur à une certaine valeur minimale. | Mesurez l'inductance sans courant de polarisation CC. Fixez des limites aussi strictes que possible, par exemple 5 %, pour vérifier l'écart. |
Il est essentiel, lors des tests de conception, de confirmer qu'une self CC présente l'inductance appropriée au courant CC nominal.
Lors des tests de production, cependant, certaines selfs CC peuvent être testées en vérifiant l'inductance sans polarisation CC, mais la spécification de limites strictes permettra de vérifier que le noyau a les spires correctes et, par conséquent, la pente correcte pour donner l'inductance requise au courant CC spécifié. .