一、概述
電感器主要由線圈、磁芯和引線三個部分組成。其中磁芯屬于磁性材料,可分為軟磁和永磁,需要做磁性材料分析,了解磁化強度、磁化率、磁導(dǎo)率、矯頑力、磁感應(yīng)強度、磁飽和電流、阻抗、溫升等參數(shù)。本文主要介紹對應(yīng)的測試設(shè)備:BH分析儀、脈沖式大電流電感測量儀、阻抗分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀。
二、電感器的磁性材料分析常用儀器
(1)BH分析儀
在BH分析儀的測試中,交流測試用于測量磁性材料在交替變化的磁場下的響應(yīng),而直流測試則用于測量在恒定磁場下的響應(yīng)。偏流源測試則是在測試過程中加入一定的直流偏置電流,以模擬特定條件下的材料行為。只需設(shè)置樣品參數(shù)(有效磁路長,有效截面積,繞線罔數(shù)等)及測試條件(測試頻率,MAX磁場強度,MAX磁通密度MAX感應(yīng)電壓,MAX勵磁電流)即可自動描繪出B-H曲線,并全自動測試各種磁特性參數(shù)。
(2)脈沖式大電流電感測量儀
隨著大功率電力電子和新能源產(chǎn)品的高速發(fā)展,功率電感的電流定額也日益增長,目前已經(jīng)有超過1500A電流的功率電感的需求。工程師關(guān)心的是功率電感在大電流下的電感量衰減是否滿足設(shè)計要求,是否飽和以及飽和的程度如何。這個問題對設(shè)計一個高可靠性低成本的電力電子和新能源產(chǎn)品至關(guān)重要。IPT系列電感測試儀器對電感器件施加恒定的直流脈沖電壓,通過測量電感di/dt的變化,計算出對應(yīng)電感量和其他參數(shù),測試電流可達1500A。測量條件與電力電子實際應(yīng)用中的電感元件的方波脈沖電壓的工作條件是一致的。所以 IPT1000/1500 的測試結(jié)果更加接近于真實的電力電子的工作狀態(tài)。
(3)阻抗分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀
阻抗是指器件或電路對流經(jīng)它的給定頻率的交流電流的抵抗能力。阻抗分析儀能在阻抗范圍和寬頻率范圍(1MHz~3GHz以下)進行精準測量,它利用物體具有不同的導(dǎo)電作用,在物體表面加一固定的低電平電流時,通過阻抗計算出物體的各種器件、設(shè)備參數(shù)和性能優(yōu)劣。網(wǎng)絡(luò)分析儀一種能在寬頻帶內(nèi)(9kHz至數(shù)GHz/數(shù)十GHz)進行掃描測量以確定網(wǎng)絡(luò)參量的綜合性微波測量儀器。全稱是微波網(wǎng)絡(luò)分析儀。它可直接測量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)散射參數(shù),并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性,同時對測量結(jié)果逐點進行誤差修正,并換算出其他幾十種網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如輸入反射系數(shù)、輸出反射系數(shù)、電壓駐波比、阻抗(或?qū)Ъ{)、衰減(或增益)、相移和群延時等傳輸參數(shù)以及隔離度和定向度等。
對于100kHz以下的頻率范圍,推薦LCR數(shù)字電橋測試阻抗:將待測元件接入數(shù)字電橋中;調(diào)節(jié)數(shù)字電橋中的電位器,使得數(shù)字顯示屏上的數(shù)值為零;將已知阻抗值Z0加入待測元件端口;調(diào)節(jié)數(shù)字電橋中的電位器,使得數(shù)字顯示屏上的數(shù)值為Z0;根據(jù)牛頓補償法計算出待測元件的阻抗值Z。
三、其它測試設(shè)備
若需要做溫升測試,推薦交直流電源搭配高低溫試驗箱、熱像儀,觀測電感器溫度變化。