Abstraktní
Induktory jsou kritickými součástmi elektronických obvodů a magnetické jádro v nich přímo určuje jejich výkonnostní stabilitu a životnost. Tradiční metody testování indukčnosti často nedokážou přesně odrážet skutečný provozní stav jádra kvůli absenci stejnosměrného předpětí. Tento článek se zabývá... LISUN LS1373 LCR měřič se zdrojem stejnosměrného předpětí jakožto základním testovacím nástrojem systematicky zkoumá, jak používat jeho vestavěný... Zdroj stejnosměrného předpětí analyzovat charakteristiky jader induktorů a ověřit jejich aplikační hodnotu při kontrole kvality induktorů a analýze charakteristik výrobků pomocí experimentálních dat. Výsledky ukazují, že LS1373 Zdroj stejnosměrného předpětí dokáže simulovat skutečný pracovní proud induktoru, přesně měřit parametry jádra, jako je indukčnost (L) a činitel jakosti (Q), za různých podmínek předpětí a poskytovat spolehlivou datovou podporu pro posouzení kvality jádra a optimalizaci návrhu induktoru.
Induktory se spoléhají na magnetickou indukci svých vnitřních jader pro ukládání energie a filtrování signálů. V praktických aplikacích induktory často pracují za podmínek stejnosměrného předpětí – například v obvodech pro řízení napájení je jádro po dlouhou dobu v magnetickém poli generovaném stejnosměrným proudem. Magnetická permeabilita a saturační charakteristiky jádra za stejnosměrného předpětí přímo ovlivňují hodnotu indukčnosti, ztráty a zvýšení teploty induktoru. Pokud má jádro vady, jako je nerovnoměrné složení materiálu nebo vnitřní vzduchové mezery, povede to k abnormálním změnám parametrů za působení předpětí, což má za následek selhání obvodu.
Tradiční LCR měřiče testují induktory pouze za podmínek střídavého signálu bez aplikace stejnosměrného předpětí. Tato metoda nedokáže simulovat skutečné pracovní prostředí induktoru, což vede k odchylkám mezi výsledky testů a skutečným výkonem. Proto je pro přesné vyhodnocení základních charakteristik induktorů nezbytný testovací přístroj se zdrojem stejnosměrného předpětí.
Jedno LISUN LS1373 LCR metr se zdrojem stejnosměrného proudu je profesionální přístroj pro testování elektronických součástek určený pro analýzu jádra induktorů. Jeho hlavní výhoda spočívá v integraci vysoce přesného zdroje stejnosměrného proudu a vysoce přesného testovacího modulu LCR. Zdroj stejnosměrného proudu... LS1373 má proudové rozlišení pouhých 0.25 mA, což umožňuje stabilní předpětí v rozsahu 0~12 A (pro LS1373X model) nebo 0~25 A (pro LS1373model CX), který splňuje testovací potřeby většiny průmyslových induktorů.
Kromě toho, LS1373 Má nižší šum ve svém vestavěném zdroji předpětí, což zabraňuje rušení kolísáním proudu na výsledky testů. Jeho vestavěný komparátor také podporuje tříúrovňové třídění (BIN0~BIN2) a LED displej PASS/FAIL, což lze rychle integrovat do automatizovaných výrobních linek pro dávkovou kontrolu kvality induktorů.
Zdroj stejnosměrného předpětí LS1373 Funguje to tak, že se na testovací signál střídavého proudu z LCR měřiče přidá stabilní stejnosměrný proud. Při testování jádra indukční cívky generuje stejnosměrný předpětí v jádře statické magnetické pole, které simuluje magnetický stav jádra, když je indukční cívka v provozu. Testovací signál střídavého proudu (s frekvenčním rozsahem 50 Hz~200 kHz pro LS1373X/CX) poté měří dynamické parametry jádra v tomto statickém magnetickém poli, jako je indukčnost (L), činitel jakosti (Q) a disipační činitel (D).
Klíčem k tomuto principu je, že stejnosměrný předpětí může změnit pracovní bod jádra na magnetizační křivce. Například když se předpětí zvyšuje, jádro se postupně blíží stavu saturace a hodnota indukčnosti induktoru se odpovídajícím způsobem snižuje. Testováním změn parametrů za různých předpětí můžeme posoudit charakteristiky saturace a magnetickou stabilitu jádra.
Pro zajištění přesnosti analýzy charakteristik jádra je použit zdroj stejnosměrného předpětí LS1373 má následující klíčové parametry, které splňují základní požadavky na testování:
• Rozlišení proudu: 0.25 mA. Toto vysoké rozlišení umožňuje přesné nastavení předpětí, zejména u malých induktorů, které jsou citlivé na změny proudu, a zajišťuje tak detekci i jemných změn parametrů jádra.
• Doba nepřetržitého načítání: Konzervativní 2~3 hodiny nepřetržitého výstupu. To zajišťuje, že jádro lze testovat za dlouhodobých podmínek předpětí, simulovat dlouhodobý provozní stav induktoru a vyhodnotit tepelnou stabilitu jádra.
• Doba nastavení rozmítání: 4 ms ~ 3600 s. Flexibilní nastavení doby rozmítání podporuje jak rychlé skenování parametrů (pro dávkové testování), tak pomalé, detailní testování (pro hloubkovou analýzu dynamických charakteristik jádra).
LS1373 LCR metr se zdrojem stejnosměrného předpětí
Tento experiment si klade za cíl využít LISUN LS1373 Zdroj stejnosměrného předpětí pro testování charakteristik jádra tří typů induktorů (vzorek A, vzorek B, vzorek C) s různými materiály jádra a analýzu následujících parametrů:
Zákon změny indukčnosti (L) a činitele jakosti (Q) jádra za různých stejnosměrných předpětí.
Saturační proud jádra (proud, při kterém hodnota indukčnosti klesne o 10 % oproti počáteční hodnotě).
Konzistence parametrů jádra (pro vyhodnocení kvality šarže induktorů).
• Testovací přístroj: LISUN LS1373X LCR měřič se zdrojem stejnosměrného proudu (rozsah proudu: 0~12A; testovací frekvence: 1kHz; testovací úroveň: 1Vrms).
• Testované vzorky: 10 induktorů pro každý ze vzorků A (feritové jádro), B (nanokrystalické jádro) a C (amorfní jádro) s nominální indukčností 100 μH.
• Podmínky prostředí: Teplota: 25 °C; Relativní vlhkost: 50 % (splňující požadavky na pracovní prostředí LS1373: 0℃~40℃, relativní vlhkost ≤75%).
• Kalibrace: Před experimentem LS1373 byl kalibrován s použitím kalibrace rozpojeného/zkratovaného obvodu a vynulování plného kmitočtu, aby se eliminoval vliv měřicích vodičů a faktorů prostředí na výsledky.
• Připojte testovaný vzorek k LS1373 testovací svorku a nastavte přístroj do režimu „Test induktoru“ s ekvivalentním obvodem nastaveným na „Sériové“ (v souladu se skutečným režimem zapojení induktoru v obvodu).
• Nastavte stejnosměrný předpětí na 0 A, 1 A, 2 A, …, 10 A (krok: 1 A) a zaznamenejte indukčnost (L) a činitel jakosti (Q) každého vzorku při každé úrovni proudu.
• Pro každý vzorek vypočítejte míru poklesu indukčnosti (ΔL%) = [(L0 – Li)/L0] × 100% (kde L0 je indukčnost při předpětí 0 A a Li je indukčnost při předpětí i).
• Určete saturační proud každého vzorku (minimální proud, když ΔL% dosáhne -10 %).
• Vypočítejte průměrnou hodnotu a směrodatnou odchylku L a Q pro 10 vzorků každého typu, abyste vyhodnotili konzistenci parametrů.
Experimentální data byla shromážděna pomocí LISUN LS1373 Zdroj stejnosměrného předpětí a průměrné hodnoty indukčnosti (L), činitele jakosti (Q) a míry poklesu indukčnosti (ΔL%) pro každý typ vzorku při různých předpětích jsou uvedeny v tabulce 1.
| Stejnosměrný předpětí (A) | Vzorek A (feritové jádro) | Vzorek B (nanokrystalické jádro) | Vzorek C (amorfní jádro) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| L (μH) | Q | ΔL% | L (μH) | Q | ΔL% | L (μH) | Q | ΔL% | |
| 0 | 100.2 | 85.3 | 0.00% | 100.5 | 92.1 | 0.00% | 100.3 | 88.7 | 0.00% |
| 1 | 99.8 | 84.7 | -0.40% | 100.1 | 91.5 | -0.40% | 100.0 | 88.2 | -0.30% |
| 2 | 99.1 | 83.5 | -1.10% | 99.5 | 90.3 | -0.99% | 99.5 | 87.1 | -0.80% |
| 3 | 98.0 | 81.8 | -2.20% | 98.6 | 88.7 | -1.89% | 98.7 | 85.5 | -1.60% |
| 4 | 96.5 | 79.6 | -3.70% | 97.2 | 86.5 | -3.28% | 97.3 | 83.2 | -3.00% |
| 5 | 94.3 | 76.8 | -5.90% | 95.1 | 83.2 | -5.37% | 95.0 | 80.1 | -5.29% |
| 6 | 91.5 | 73.2 | -8.69% | 92.3 | 79.1 | -8.16% | 92.1 | 76.3 | -8.18% |
| 7 | 89.8 | 70.1 | -10.38% | 89.9 | 75.4 | -10.55% | 89.7 | 72.5 | -10.57% |
| 8 | 87.2 | 66.5 | -12.97% | 87.0 | 71.2 | -13.43% | 86.8 | 68.2 | -13.46% |
| 9 | 84.5 | 62.8 | -15.67% | 83.8 | 66.8 | -16.62% | 83.5 | 63.8 | -16.75% |
| 10 | 81.8 | 59.2 | -18.37% | 80.5 | 62.3 | -19.90% | 80.2 | 59.5 | -20.04% |
Z tabulky 1 lze určit saturační proud každého typu vzorku (posouzený pomocí ΔL% = -10%):
• Vzorek A (feritové jádro): Saturační proud je přibližně 7 A. Při předpětí 7 A dosahuje pokles indukčnosti -10.38 %, což překračuje 10% prahovou hodnotu. Feritová jádra mají vysokou magnetickou permeabilitu, ale nízkou saturační hustotu magnetického toku, takže je u nich větší pravděpodobnost saturace při vysokém předpětí.
• Vzorek B (nanokrystalické jádro): Saturační proud je přibližně 7 A. Přestože je jeho saturační proud stejný jako u vzorku A, pokles indukčnosti při předpětí 6 A je -8.16 %, což je méně než u vzorku A (-8.69 %), což naznačuje, že nanokrystalické jádro má lepší antisaturační vlastnosti před dosažením saturačního proudu.
• Vzorek C (amorfní jádro): Saturační proud je přibližně 7 A. Podobně jako u vzorku B je jeho pokles indukčnosti při předpětí 6 A -8.18 %, což je lepší než u vzorku A, což ukazuje dobrou magnetickou stabilitu při středním předpětí.
Zdroj stejnosměrného předpětí LS1373 dokáže přesně zachytit inflexní bod změny indukčnosti, což je klíčové pro určení saturačního proudu jádra. Tradiční LCR měřiče bez zdrojů předpětí tato data nedokážou získat, což vede k riziku nadměrného nebo nedostatečného návrhu induktorů.
Pro vyhodnocení kvality šarže induktorů byla vypočtena směrodatná odchylka (SD) indukčnosti (L) a činitele jakosti (Q) pro 10 vzorků každého typu při předpětí 5 A (běžný pracovní proud pro průmyslové induktory), jak je uvedeno v tabulce 2.
| Typ vzorku | Průměrný proud L při 5 A (μH) | SD L (μH) | Variační koeficient (CV) L | Průměrný Q při 5 A | SD Q | Variační koeficient (CV) Q |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Vzorek A (ferit) | 94.3 | 0.85 | 0.90% | 76.8 | 1.23 | 1.60% |
| Vzorek B (nanokrystalický) | 95.1 | 0.32 | 0.34% | 83.2 | 0.56 | 0.67% |
| Vzorek C (amorfní) | 95.0 | 0.41 | 0.43% | 80.1 | 0.72 | 0.90% |
Variační koeficient (CV) odráží konzistenci parametrů – menší hodnoty CV naznačují lepší konzistenci. Z tabulky 2:
• Vzorek B (nanokrystalické jádro) má nejlepší konzistenci s hodnotami CV L a Q 0.34 %, respektive 0.67 %. To naznačuje, že nanokrystalické jádro má jednotné materiálové složení a stabilní výrobní proces.
• Vzorek A (feritové jádro) má nejhorší konzistenci s hodnotami CV L a Q 0.90 %, respektive 1.60 %. To může být způsobeno nerovnoměrným slinováním feritového materiálu během výroby.
• Vzorek C (amorfní jádro) má střední konzistenci, mezi vzorkem A a vzorkem B.
Jedno LISUN LS1373 Zdroj stejnosměrného proudu Bias Current Source dokáže rychle testovat více vzorků a vypočítat statistiky parametrů, což je efektivní pro kontrolu kvality dávek. Jeho vestavěný komparátor lze také nastavit na standardní rozsah L a Q a přímo zobrazovat výsledky PASS/FAIL pomocí LED diod, což výrazně zvyšuje efektivitu automatizovaného testování.
V praktické výrobě mají některé cívky skryté vady ve svých jádrech (jako jsou vnitřní praskliny nebo nerovnoměrné vzduchové mezery), které je obtížné detekovat za podmínek bez předpětí. Avšak při působení zdroje stejnosměrného předpětí se parametry těchto vadných jader budou vykazovat abnormální změny.
Například v experimentu měla jedna z cívek vzorku A (vzorek A-5) indukčnost 100.1 μH při předpětí 0 A (blízko průměrné hodnotě), ale když se předpětí zvýšilo na 5 A, její indukčnost klesla na 88.5 μH s ΔL% -11.6 %, což bylo výrazně méně než průměrné ΔL% vzorku A (-5.90 %). Další kontrola zjistila, že v jádru vzorku A-5 je malá trhlina. LS1373 Zdroj stejnosměrného předpětí dokáže detekovat takové skryté vady monitorováním abnormální změny indukčnosti vlivem předpětí, čímž se zabrání toku vadných výrobků na trh.
Zdroj stejnosměrného předpětí LS1373 může také poskytnout datovou podporu pro optimalizaci návrhu induktoru. Například pokud výkonový obvod vyžaduje, aby induktor udržoval indukčnost větší než 90 μH při stejnosměrném předpětí 6 A, experimentální data v tabulce 1 ukazují, že:
• Vzorek A (feritové jádro) má indukčnost 91.5 μH při předpětí 6 A, což splňuje požadavek.
• Vzorek B (nanokrystalické jádro) má indukčnost 92.3 μH při předpětí 6 A, což splňuje požadavek.
• Vzorek C (amorfní jádro) má indukčnost 92.1 μH při předpětí 6 A, což splňuje požadavek.
Pokud však obvod vyžaduje, aby induktor udržoval indukčnost větší než 90 μH při předpětí 7 A, pak pouze vzorek A (89.8 μH, což je o něco méně než 90 μH) nesplňuje požadavek, zatímco vzorky B a C jej splňují. Konstruktér si proto může vybrat vhodný materiál jádra na základě zkušebních dat. LS1373, vyvažování výkonu a nákladů.
Jedno LISUN LS1373 LCR měřič se zdrojem stejnosměrného předpětí dokáže efektivně simulovat skutečné pracovní prostředí induktorů aplikací stabilního stejnosměrného předpětí a přesně měřit parametry jádra, jako je indukčnost (L) a činitel jakosti (Q), za různých podmínek předpětí.
Experimentální analýzou bylo zjištěno, že různé materiály jader mají významné rozdíly v charakteristikách nasycení a konzistenci parametrů: nanokrystalická jádra mají nejlepší antisaturační vlastnosti a konzistenci, následovaná amorfními jádry a feritová jádra mají nejhorší.
Zdroj stejnosměrného předpětí LS1373 má vysokou praktickou hodnotu při kontrole kvality induktorů – dokáže odhalit vady jádra, které je obtížné detekovat za podmínek bez zkreslení, a poskytuje spolehlivá data pro dávkovou kontrolu kvality a automatizované testování.
Jedno LS1373 také poskytuje podporu pro optimalizaci návrhu induktorů. Konstruktéři mohou využít testovací data k výběru vhodných materiálů jádra a určení jmenovitého proudu induktoru, čímž snižují riziko selhání návrhu.
Ačkoliv LS1373 Zdroj stejnosměrného zkreslení v tomto experimentu prokázal vynikající výkon, stále existují oblasti pro další zkoumání:
• Testování za vysokých teplot: Tento experiment byl proveden při pokojové teplotě (25 °C), ale parametry jádra induktorů se za podmínek vysokých teplot změní. Budoucí výzkum může kombinovat LS1373 s vysokoteplotní komorou pro analýzu teplotní stability jádra při stejnosměrném předpětí.
• Testování vysokofrekvenčního zkreslení: Testovací frekvence LS1373X/CX je až 200 kHz. U induktorů používaných ve vysokofrekvenčních obvodech (jako jsou RF obvody) je nutné ověřit charakteristiky jádra za podmínek vyššího frekvenčního předpětí, což může vyžadovat použití LS1379MXModel /CMX (testovací frekvence až 1 MHz) stejné řady.
V souhrnu, LISUN LS1373 Zdroj stejnosměrného proudu Bias Current Source poskytuje profesionální a spolehlivé testovací řešení pro analýzu charakteristik jádra induktoru. Jeho použití může výrazně zlepšit přesnost kontroly kvality induktoru a racionalitu návrhu a má širokou propagační hodnotu v oblasti testování elektronických součástek.
Tagy:LS1373Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *
中文简体
English
Русский
Español
Português
Türkçe
العربية
Deutsch
Polski
Italiano
Français
한국어
ไทย
Tiếng Việt
日本語