MFIA 5MHz Phân tích trở kháng/Máy đo LCR chính xác cao
Giới thiệu:
Bài đăng trên blog này giải thích cách MFIA (và MFLI với các tùy chọn MF-IA) có thể đánh giá độ tự cảm loạt tương đương (ESL) và điện trở loạt tương đương (nhà cái w88) của các tụ điện liên kết DC thường được sử dụng trong bộ biến tần điện cho xe điện nhà cái w88 và ESL được đo trên một dải tần trong khoảng từ 1 kHz đến 5 MHz, cho thấy ESL là 9,5 NH (735 kHz) và nhà cái w88 là 0,7 MΩ (12 kHz)
Bối cảnh:
Ví dụ, trong biến tần của một chiếc xe điện, khi một tụ điện liên kết DC được ghép nối với mô -đun chuyển đổi IGBT, ESL và nhà cái w88 của tụ điện liên kết DC và các đầu nối của nó có tác động đáng kể đến thiết kế chung Năng lượng được lưu trữ trong độ tự cảm ký sinh có thể gây ra điện áp quá mức khi IGBT bị tắt Những gai tăng điện áp không cần thiết này khi chuyển tắt có thể được giảm thiểu hoặc thậm chí được loại bỏ bằng cách thiết kế tụ điện liên kết DC và các đầu nối của nó là ESL cực kỳ thấp cho IGBT Những cải tiến gần đây đối với tụ điện liên kết DC đã dẫn đến ESL và nhà cái w88 rất thấp Ở đây chúng tôi sử dụng đồ đạc MFIA và ESL thấp để kiểm tra các giá trị do nhà sản xuất trình bày Đối với thử nghiệm này, chúng tôi đã chọn một TDK EPCOS B25655PXXX DC Link Link XXXμF Các giá trị nhà cái w88 được liệt kê là 0,8mΩ và ESL là 15 NH
Hình 1 EPCOS TDK DC Tụ liên kết được kết nối với MFIA bằng cách sử dụng vật cố ESL thấp tùy chỉnh
Các phép đo được thực hiện trong bài đăng trên blog này sử dụng vật cố nhà cái w88 thấp với đầu nối linh hoạt cho phép bù dọc của đầu nối thanh buýt DC-Link (được thiết kế bởi nhà sản xuất cho các mô-đun IGBT) Lịch thi đấu có bốn đầu nối BNC khoảng cách 22 mm tiêu chuẩn Nó được kết nối giữa bảng mặt trước của MFIA và tụ điện liên kết DC, như trong Hình 1
Đầu tiên, hãy kiểm tra đường cơ sở
Để đo trở kháng chính xác, trước tiên phải thực hiện thói quen hiệu chỉnh để trở kháng vật cố có thể không đáng kể với dữ liệu đo thực tế Để làm điều này, hãy sử dụng Cố vấn bồi thường Labone để chạy thói quen bán tải từ 1 kHz đến 5 MHz Quy trình này cho phép bạn xác định bề mặt đo để trở thành đầu nối cho dây buộc liên hệ với tụ điện Các phép đo ngắn đã được thực hiện ngay sau khi thực hiện thủ tục để có được ý tưởng về số liệu Hình 2 cho thấy một ảnh chụp màn hình của phần mềm giao diện Labone Ở đây, hai cửa sổ quét mở để đo trở kháng tuyệt đối từ 1 kHz đến 100 kHz và điện cảm từ 100 kHz đến 5 MHz Việc quét cho thấy một đường cơ sở thấp tới 15,7 Phahm và 1,7 pH cho các phần thực của trở kháng và độ tự cảm, tương ứng Các phép đo thấp này cho chúng ta sự tự tin rằng chúng ta có thể đảm bảo rằng chúng ta có thể đo nhà cái w88 của ESL của tụ điện sau này
Hình 2: Một ảnh chụp màn hình của Labone hiển thị hai lần quét đo sau khi thực hiện thói quen hiệu chỉnh cố định Phạm vi tần số được chia thành hai phần 1 kHz đến 100 kHz (dấu vết đỏ, real (z)), 100 kHz đến 5 MHz (dấu vết màu xanh lá cây, độ tự cảm loạt) trong quét ở trên Thiết lập đo lường này xác nhận các đường cơ sở thấp cho cả trở kháng thực, thực (Z) và tự cảm loạt
Bây giờ, hãy tìm hiểu tổng quan
Bước tiếp theo là đo tụ điện liên kết DC trên toàn bộ phạm vi tần số quan tâm để điều tra các tính năng nổi bật của trở kháng Hình 3 cho thấy một lần quét đa dạng từ 1 kHz đến 5 MHz Dấu vết màu xanh lá cây cho thấy phần thực của trở kháng, có thể được coi là nhà cái w88 Bên dưới tần số tự cộng hưởng (SRF) của tụ điện, 90,8 kHz, điện dung được hiển thị dưới dạng dấu vết màu xanh Ở tần số thấp nhất là 1 kHz, điện dung có thể được đọc là 121999 PhaF, phù hợp với giá trị đã cho là 120 120F +/- 10% Trên SRF, ESL được hiển thị dưới dạng dấu vết màu xanh nhạt Nó cho thấy ba đỉnh được chú thích bằng mũi tên màu đen ở mức 175,9kHz, 284,2kHz và 749,7kHz Ngoài nhà cái w88 và ESL, các dấu vết màu xanh lá cây cho thấy trở kháng tuyệt đối và các dấu vết màu tím hiển thị pha
Hình 3: Hiển thị quét tần số rộng của tụ điện liên kết DC từ 1 kHz đến 5 MHz Năm dấu vết trong ảnh chụp màn hình Labone là công suất (màu xanh), số thực (z) (màu xanh lá cây), z tuyệt đối (màu đỏ), độ tự cảm loạt (màu xanh nhạt) và pha (tím) Tần số tự cộng hưởng của tụ điện này là 90,8 kHz
Cuối cùng, lấy dữ liệu
Như thể hiện rõ từ Hình 3, nhà cái w88 nên được đo ở tần số thấp, trong khi ESL nên được đo ở tần số cao Vì vậy, hai cửa sổ quét khác nhau đã được mở để bao phủ hai phạm vi 1 kHz đến 100 kHz và 100 kHz đến 5 MHz Các tụ điện đi kèm với ba bộ điện cực khác nhau (U (dấu vết màu đỏ), V (dấu vết màu xanh lá cây) và W (dấu vết màu xanh)), do đó, mỗi bộ điện cực được đo tuần tự và lặp lại năm lần để chứng minh khả năng tái tạo của các phép đo Hình 4 cho thấy một ảnh chụp màn hình Labone của các phép đo Hai cửa sổ quét bao gồm hai phạm vi tần số được đề cập ở trên Biên độ của tín hiệu kiểm tra là 900 mV và chúng tôi sử dụng các cài đặt đo tiêu chuẩn để thực hiện mỗi lần quét 200 điểm trong 12 giây Cửa sổ trên cho thấy sự quét của phần thực của trở kháng, Real (Z), tương ứng với nhà cái w88 Người quét có tổng cộng 15 dấu vết, màu được mã hóa vào bộ điện cực Các dấu vết cực kỳ chồng chéo do độ lặp lại tuyệt vời của các phép đo ngay cả sau khi bị ngắt kết nối và kết nối lại nhà cái w88 được đo bằng điện cực W (dấu vết màu xanh) có thể được đọc từ mũi tên màu đen cho thấy 718 Phahmhm ở 11,35 kHz Điều này đã được xác nhận để phù hợp với giá trị tiêu chuẩn nhà cái w88 là 0,8 mohm Dấu vết màu vàng trên máy quét tương ứng với các phép đo ngắn (ngắn mạch) Cửa sổ quét dưới cùng trong Hình 4 cho thấy một ESL từ 100 kHz đến 5 MHz Một lần nữa, các dấu vết được mã hóa màu để phù hợp với ba bộ điện cực và rất lặp đi lặp lại để các dấu vết chồng chéo Các điện cực U và W hoạt động tương tự, cho thấy ba đỉnh ở khoảng 176 kHz, 283 kHz và 742 kHz Các điện cực này đối xứng về mặt cơ học và nên hoạt động tương tự Ngược lại, bộ điện cực đặt U chỉ hiển thị hai đỉnh Dấu vết xanh nhạt tương ứng với các phép đo ngắn mạch 742 kHz cho giá trị 9,49 NH Cái này quá< 15 nH の記載値に一します。
Hình 4: Ảnh chụp màn hình của Labone Hai cửa sổ quét mỗi lần hiển thị 15 dấu vết Nó tương ứng với năm phép đo cho mỗi bộ ba điện cực Cửa sổ quét trên cùng hiển thị nhà cái w88, với dải tần từ 1 kHz đến 100 kHz và cửa sổ quét dưới cùng cho thấy sự tự cảm loạt, với phạm vi từ 100 kHz đến 5 MHz Các dấu vết được mã hóa màu cho nhóm ba bộ điện cực (U đỏ, V xanh, màu xanh W)
Kết luận
Blog này đã giải thích cách sử dụng máy phân tích trở kháng MFIA để đo nhà cái w88 và ESL của tụ điện liên kết DC trên dải tần số rộng, không chỉ là tần số cố định tiêu chuẩn Nó cho phép bạn kiểm tra các giá trị của nhà sản xuất và hiển thị các biến thể của chúng như là một hàm của tần số và giữa các điện cực khác nhau Khi các nhà sản xuất cải thiện cả nhà cái w88 và ESL, có một biên độ lớn cho các phép đo trong tương lai vì cả hai đường cơ sở nhà cái w88 và ESL đều thấp Vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin về việc sử dụng MFIAS để đo ESL và nhà cái w88 thấp