DC 초크 - 배경 및 측정

1, DC 바이어스란 무엇이며 언제 테스트해야 합니까?

변압기 또는 초크와 관련하여 DC 바이어스는 AC 신호에 추가되는 정전류 요소를 나타냅니다.
많은 권선 구성 요소는 이를 통해 흐르는 DC 전류로 작동해야 하며, 설계 단계에서 구성 요소가 지정된 전류로 올바르게 작동하는지 확인해야 합니다.
그러나 생산 테스트의 경우 DC 바이어스를 적용하지 않고도 올바른 조립과 그에 따른 권선 구성 요소의 올바른 작동을 확인할 수 있습니다.

그러나 최선의 신뢰를 얻으려면 DC1000A와 같은 DC 바이어스 장치를 사용하여 각각의 모든 패턴에서 올바른 작동을 보장하는 DC 바이어스가 있는지 확인해야 합니다.
Voltech AT5600은 DC1000A의 통합과 DC 성능의 자동 감사를 허용합니다.

2, 저전류 및 고전류 애플리케이션

어떤 경우에는 DC 바이어스 전류가 작습니다(400mA 미만).
예를 들어, 권선이 전화기에 대한 DC 전원 공급 전류와 직렬인 통신 변압기에서와 같습니다.
다른 경우에는 전원 공급 장치의 출력 필터로 사용되는 인덕터와 같이 DC 바이어스 전류가 훨씬 더 큽니다.

이러한 모든 경우에 권선 부품은 권선에 흐르는 정격 D 전류와 함께 지정된 인덕턴스를 유지해야 합니다.

3, 디자인 고려 사항

철 및 페라이트와 같은 자성 재료는 일반적으로 높은 투자율 값을 갖습니다. 즉, 주어진 회전 수의 코일은 공기 중 동일한 코어보다 훨씬 더 많은 인덕턴스를 갖습니다.

그러나 투자율이 높은 코어가 있는 권선 구성 요소는 매우 가파른 BH 곡선을 가지므로 매우 작은 DC 바이어스 전류만 견딜 수 있으며 그렇지 않으면 코어가 포화됩니다.

코어가 포화되면 인덕턴스는 매우 낮은 값으로 떨어집니다.

더 높은 DC 바이어스 전류 값으로 작동하는 코일을 만들기 위해서는 코어의 투자율을 줄여야 합니다.
이는 물리적 간격을 사용하거나 자성 및 비자성 재료의 복합재로 만들어진 코어를 사용하여 자기 회로에 에어 갭을 도입함으로써 수행됩니다(에어 갭 효과 제공).
에어 갭이 있는 코어는 전체 투자율이 훨씬 낮으며 포화되기 전에 훨씬 더 큰 DC 전류를 견딜 수 있습니다.

4, DC 바이어스 테스트

4.1 작은 DC 바이어스 전류용 코어

작은 DC 바이어스 전류를 위한 권선 구성요소는 일반적으로 중간에서 높은 투자율을 갖는 코어로 구성됩니다.
이러한 코어의 투자율 값은 코어 자체의 제조 공정에 따라 달라지므로 배치마다 다릅니다.
이러한 변화로 인해 권선의 측정된 인덕턴스에 대한 허용 오차가 넓어지며, 이는 핵심 제조업체 사양의 인덕턴스 상수(AL)에 대한 넓은 허용 오차에서 볼 수 있습니다.
인덕턴스의 이러한 변화로 인해 일부 코일은 지정된 DC 바이어스 전류를 견딜 수 있지만 일부는 그렇지 않을 가능성이 있습니다.

코일이 지정된 DC 전류로 작동할 수 있는지 확인하는 유일한 확실한 방법은 인덕턴스를 측정하는 것입니다. 이 작은 DC 바이어스 전류가 흐르면 인덕턴스가 최소한 지정된 최소값이 되도록 보장됩니다.
AT5600의 온보드 LSB LPB 및 ZB 테스트는 외부 바이어스 소스 없이도 최대 1Amps DC 바이어스를 허용합니다.

4.2 더 큰 DC 바이어스 전류를 위한 코어

앞서 언급했듯이 더 높은 DC 바이어스 전류(약 400mA 이상)용 코일은 공극으로 인해 코어 투자율이 낮습니다.
아래의 일반적인 에어 갭 페라이트 E-코어에 표시된 것처럼 에어 갭이 증가함에 따라 투자율이 증가하여 인덕턴스가 떨어지고 DC 전류 용량이 증가합니다. (회전수는 각 값마다 동일합니다.)

설계 단계에서 설정된 코어가 포화되지 않는 경우 모든 변압기의 인덕턴스 값은 DC 바이어스 적용 여부에 관계없이 동일합니다.

이를 설명하기 위해 아래 그래프는 지정된 DC 바이어스가 적용된 동일한 트랜스포머와 비교하여 DC 바이어스가 없는 위 표의 트랜스포머에서 얻은 인덕턴스 측정값을 보여줍니다.

에어 갭이 더 큰 코어의 경우 투자율과 그에 따른 인덕턴스는 주로 갭의 크기에 따라 결정되며 코어 재료의 변화에 훨씬 덜 영향을 받습니다.

이로 인해 갭이 있는 코어에서는 인덕턴스의 변화가 훨씬 작아집니다. 갭은 자성 재료 자체보다 훨씬 더 일정한 투자율을 갖기 때문입니다. 따라서 인덕턴스 값은 엄격한 허용 오차 내에서 예측 가능합니다.

따라서 그러한 코일의 인덕턴스(DC 바이어스 없이)를 측정하면 코어에 올바른 에어 갭이 있고 따라서 지정된 DC 전류에서 작동할 수 있는지 확인하는 데 필요한 검사가 제공됩니다.

5, DC 바이어스 결론

모든 DC 초크는 상당한 공극이 있는 분말 철 또는 페라이트 코어 등 저투자율 코어를 사용합니다.

큰 DC 전류로 인해 코어가 포화되는 것을 방지하려면 낮은 투자율이 필수적입니다.

인덕턴스는 BH 곡선의 기울기를 측정한 것입니다.

투자율이 높은 코어는 허용 오차가 넓은 기울기 또는 인덕턴스 값을 가질 수 있습니다.

에어 갭이 있거나 분말 철분으로 만들어진 코어의 낮은 투자율로 인해 이러한 코어는 매우 엄격한 한도 내에서 지정될 수 있는 인덕턴스를 나타냅니다.

DC 초크가 정격 DC 전류에서 적절한 인덕턴스를 나타내는지 확인하는 것은 설계 테스트 중에 필수적입니다.

그러나 생산 테스트에서 일부 DC 초크는 DC 바이어스 없이 인덕턴스를 확인하여 테스트할 수 있지만 엄격한 제한을 지정하면 코어의 회전이 올바른지 확인하고 따라서 지정된 DC 전류에서 필요한 인덕턴스를 제공하는 올바른 기울기를 확인할 수 있습니다. .

6, 참조