Test di induttori e trasformatori con polarizzazione CC ad alta corrente

1, Considerazioni per test accurati di induttori ad alta potenza

Gli induttori svolgono un ruolo importante in tutti i tipi di apparecchiature elettroniche di potenza.
Sono componenti essenziali 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 filtro di livellamento dell'alimentatore dal minimo al massimo valore nominale di corrente continua in uscita.
È quindi importante verificare la capacità di trasporto di corrente continua dell'induttore alla massima corrente per assicurarsi che sia stato fabbricato correttamente, utilizzando i nuclei e i fili corretti.
Per applicazioni a bassa potenza, i componenti avvolti possono essere controllati utilizzando solo un misuratore LCR. I test tipici saranno induttanza (L) e 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 continua o con un livello elevato di corrente alternata, il nucleo dell'induttore alla fine si saturerà.
All'aumentare della corrente, il valore dell'induttanza si ridurrà fino al punto di saturazione, quando l'induttanza tende verso zero.
Ciò è particolarmente evidente in applicazioni quali alimentatori, amplificatori di potenza e filtri EMC/EMI; il valore dell'induttanza può essere modificato in modo significativo all'aumentare della corrente e l'induttore viene utilizzato più vicino alla saturazione magnetica.
La progettazione magnetica di una bobina/induttore 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:



Caratteristica di magnetizzazione del materiale magnetico La "curva BH"

Se un induttore ad alta potenza non viene testato prima di essere 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, nella peggiore delle ipotesi, il guasto completo al test finale.
Questo perché l'induttanza misurata è precisa solo in condizioni di carico CC realistiche.
Un collaudo approfondito di un induttore in condizioni di carico realistiche può anche portare a una progettazione dell'induttore meglio ottimizzata e potenzialmente più economica.

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

Un alimentatore a tensione costante convenzionale non può essere utilizzato con un misuratore LCR perché la sua elevata capacità di uscita sovrasterà l'impedenza induttiva del dispositivo in prova (DUT) e causerà 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 in fase di misurazione) in serie con l'alimentatore CC nel tentativo di isolare l'induttore del DUT dall'alimentatore CC.

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

4, Il modo moderno di applicare la polarizzazione DC

L' alimentatore di polarizzazione CC Voltech DC1000 ha una configurazione unica dello stadio di uscita a corrente costante che isola elettronicamente (anziché passivamente) l'alimentatore di polarizzazione 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 notevolmente inferiore sulle misurazioni del misuratore LCR rispetto agli alimentatori convenzionali basati su induttori.
Il DC1000 è quindi in grado di fornire misurazioni più accurate in un formato 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 di controllo Sweep 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 frontale. Le misurazioni dell'induttanza vengono quindi lette dal misuratore LCR come di consueto in tempo reale. È possibile utilizzare un foglio di calcolo per compilare la caratteristica corrente CC vs induttanza. Da questi dati è possibile creare un grafico di saturazione.

Configurazione del test manuale

1. Collegare il DC1000 all'induttore DUT
2. Collegare il misuratore LCR al DUT dell'induttore
3. Imposta il misuratore LCR come di consueto. Compensa la misurazione con l'uscita DC1000 ON ma erogando 0,00 Ampere.
4. Regolare il DC1000 tramite la manopola di controllo del pannello frontale per il gradino di corrente richiesto e misurare il valore dell'induttanza (Ls) sul misuratore LCR.
5. Compilare un foglio di calcolo e un grafico corrente-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 di induttanza si riduce a 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 richieste.



Il Voltech DC1000:

• Funziona con la maggior parte dei misuratori LCR.
• 25 A di corrente continua in uscita fluida e facilmente controllabile.
• Impilabile in parallelo fino a 250 Ampere
• Effetto minimo sulla misurazione LCR fino a 3 MHz, garantendo un'induttanza precisa e consentendo misurazioni LCR con una precisione superiore.

6, Configurazione del test automatico (di produzione)

Il DC1000 si adatta perfettamente all'ambiente di test Voltech AT5600 , ATi o AT3600, offrendo tutti i vantaggi offerti dai test automatizzati sui componenti avvolti di Voltech AT.


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

• Tester automatico dei componenti avvolti
• 20 nodi commutati automaticamente
• Programmazione semplice
• > 10 TEST DIVERSI al secondo
• Sono disponibili oltre 40 test, tra cui L, C, R, rapporto spire, perdita L, perdita di ritorno, bilanciamento, 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