Abstract
Les inductances sont des composants essentiels des circuits électroniques, et le noyau magnétique qu'elles contiennent détermine directement leur stabilité de fonctionnement et leur durée de vie. Les méthodes traditionnelles de test d'inductance ne reflètent souvent pas précisément l'état de fonctionnement réel du noyau, faute de courant de polarisation continu. Cet article aborde la question. LISUN LS1373 Le compteur LCR avec source de courant de polarisation CC comme outil de test principal explore systématiquement comment utiliser son Source de courant de polarisation CC Analyser les caractéristiques des noyaux d'inducteurs et vérifier sa valeur d'application pour le contrôle qualité des inducteurs et l'analyse des caractéristiques des produits grâce à des données expérimentales. Les résultats montrent que LS1373 La source de courant de polarisation CC peut simuler le courant de fonctionnement réel de l'inducteur, mesurer avec précision les paramètres du noyau tels que l'inductance (L) et le facteur de qualité (Q) dans différentes conditions de polarisation, et fournir un support de données fiable pour juger de la qualité du noyau et optimiser la conception de l'inducteur.
Les inductances utilisent l'induction magnétique de leur noyau interne pour stocker l'énergie et filtrer les signaux. Dans les applications pratiques, elles fonctionnent souvent sous courant continu de polarisation. Par exemple, dans les circuits de gestion de l'énergie, le noyau est exposé pendant une longue période à un champ magnétique généré par un courant continu. La perméabilité magnétique et les caractéristiques de saturation du noyau sous polarisation continue affectent directement la valeur de l'inductance, les pertes et l'échauffement de l'inductance. Si le noyau présente des défauts, tels qu'une composition de matériau irrégulière ou des entrefers internes, des variations anormales des paramètres sous courant de polarisation peuvent entraîner une défaillance du circuit.
Les testeurs LCR traditionnels testent uniquement les inductances sous des conditions de signal alternatif, sans appliquer de courant de polarisation continu. Cette méthode ne permet pas de simuler l'environnement de fonctionnement réel de l'inductance, ce qui entraîne des écarts entre les résultats de test et les performances réelles. Par conséquent, un outil de test équipé d'une source de courant de polarisation continu est essentiel pour évaluer avec précision les caractéristiques fondamentales des inductances.
Le LISUN LS1373 Le LCR Meter avec source de courant de polarisation CC est un instrument professionnel de test de composants électroniques conçu pour l'analyse des noyaux d'inductance. Son principal avantage réside dans l'intégration d'une source de courant de polarisation CC de haute précision et d'un module de test LCR de haute précision. La source de courant de polarisation CC du LS1373 a une résolution de courant aussi faible que 0.25 mA, ce qui peut fournir un courant de polarisation stable dans la plage de 0 à 12 A (pour le LS1373X modèle) ou 0~25A (pour le LS1373Modèle CX), répondant aux besoins de test de la plupart des inducteurs industriels.
En outre, le LS1373 Sa source de polarisation intégrée présente un faible bruit, ce qui évite l'interférence des fluctuations de courant sur les résultats des tests. Son comparateur intégré prend également en charge le tri à trois niveaux (BIN0 à BIN2) et l'affichage LED de réussite/échec, ce qui permet une intégration rapide aux lignes de production automatisées pour le contrôle qualité des lots d'inducteurs.
La source de courant de polarisation CC du LS1373 Fonctionne en superposant un courant continu stable au signal de test alternatif du LCR-mètre. Lors du test du noyau de l'inducteur, le courant de polarisation continu génère un champ magnétique statique dans le noyau, simulant l'état magnétique du noyau lorsque l'inducteur fonctionne. Le signal de test alternatif (avec une plage de fréquences de 50 Hz à 200 kHz) LS1373X/CX) mesure ensuite les paramètres dynamiques du noyau sous ce champ magnétique statique, tels que l'inductance (L), le facteur de qualité (Q) et le facteur de dissipation (D).
La clé de ce principe réside dans le fait que le courant de polarisation continu peut modifier le point de fonctionnement du noyau sur la courbe de magnétisation. Par exemple, lorsque le courant de polarisation augmente, le noyau se rapproche progressivement de l'état de saturation, et la valeur de son inductance diminue en conséquence. En testant l'évolution des paramètres sous différents courants de polarisation, nous pouvons évaluer les caractéristiques de saturation et la stabilité magnétique du noyau.
Pour garantir la précision de l'analyse des caractéristiques de base, la source de courant de polarisation CC du LS1373 possède les paramètres clés suivants qui correspondent aux exigences de test de base :
• Résolution de courant : 0.25 mA. Cette haute résolution permet un réglage précis du courant de polarisation, notamment pour les petites inductances sensibles aux variations de courant, garantissant ainsi la détection de variations subtiles des paramètres du noyau.
• Temps de charge continu : 2 à 3 heures de sortie ininterrompue, ce qui permet de tester le noyau dans des conditions de polarisation à long terme, simulant ainsi son fonctionnement à long terme et évaluant sa stabilité thermique.
• Temps de réglage du balayage : 4 ms à 3 600 s. Le réglage flexible du temps de balayage permet à la fois une analyse rapide des paramètres (pour les tests par lots) et des tests lents et détaillés (pour une analyse approfondie des caractéristiques dynamiques du cœur).
LS1373 Compteur LCR avec source de courant de polarisation CC
Cette expérience vise à utiliser le LISUN LS1373 Source de courant de polarisation CC pour tester les caractéristiques de base de trois types d'inducteurs (échantillon A, échantillon B, échantillon C) avec différents matériaux de noyau et analyser les éléments suivants :
La loi de changement de l'inductance (L) et du facteur de qualité (Q) du noyau sous différents courants de polarisation CC.
Le courant de saturation du noyau (le courant auquel la valeur de l'inductance chute de 10 % par rapport à la valeur initiale).
La cohérence des paramètres de base (pour évaluer la qualité des lots d'inducteurs).
• Instrument de test : LISUN LS1373X Compteur LCR avec source de courant de polarisation CC (plage de courant : 0~12A ; fréquence de test : 1kHz ; niveau de test : 1Vrms).
• Échantillons de test : 10 inducteurs pour chacun des échantillons A (noyau de ferrite), B (noyau nanocristallin) et C (noyau amorphe), avec une inductance nominale de 100 μH.
• Conditions environnementales : Température : 25℃ ; Humidité relative : 50 % (conforme aux exigences de l'environnement de travail de la LS1373: 0℃~40℃, humidité relative ≤75%).
• Calibrage : Avant l'expérience, le LS1373 a été étalonné à l'aide d'un étalonnage en circuit ouvert/court-circuit et d'un effacement à pleine fréquence pour éliminer l'influence des cordons de test et des facteurs environnementaux sur les résultats.
• Connectez l'échantillon de test au LS1373 borne de test et réglez l'instrument sur « Mode de test d'inducteur » avec le circuit équivalent réglé sur « Série » (cohérent avec le mode de connexion réel de l'inducteur dans le circuit).
• Réglez le courant de polarisation CC sur 0 A, 1 A, 2 A, …, 10 A (étape : 1 A) et enregistrez l'inductance (L) et le facteur de qualité (Q) de chaque échantillon à chaque niveau de courant.
• Pour chaque échantillon, calculez le taux de chute d'inductance (ΔL%) = [(L0 – Li)/L0] × 100 % (où L0 est l'inductance à une polarisation de 0 A et Li est l'inductance au courant de polarisation i).
• Déterminer le courant de saturation de chaque échantillon (le courant minimum lorsque ΔL% atteint -10%).
• Calculez la valeur moyenne et l’écart type de L et Q pour 10 échantillons de chaque type pour évaluer la cohérence des paramètres.
Les données expérimentales ont été collectées à l’aide de LISUN LS1373 La source de courant de polarisation CC et les valeurs moyennes d'inductance (L), de facteur de qualité (Q) et de taux de chute d'inductance (ΔL%) pour chaque type d'échantillon sous différents courants de polarisation sont présentées dans le tableau 1.
| Courant de polarisation CC (A) | Échantillon A (noyau de ferrite) | Échantillon B (noyau nanocristallin) | Échantillon C (noyau amorphe) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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% |
À partir du tableau 1, le courant de saturation de chaque type d'échantillon (jugé par ΔL% = -10 %) peut être déterminé :
Échantillon A (noyau de ferrite) : Le courant de saturation est d'environ 7 A. À un courant de polarisation de 7 A, le taux de chute d'inductance atteint -10.38 %, dépassant ainsi le seuil de 10 %. Les noyaux de ferrite présentent une perméabilité magnétique élevée, mais une faible densité de flux magnétique à saturation ; ils sont donc plus susceptibles de saturer sous un courant de polarisation élevé.
Échantillon B (noyau nanocristallin) : Le courant de saturation est d'environ 7 A. Bien que son courant de saturation soit identique à celui de l'échantillon A, le taux de chute d'inductance à une polarisation de 6 A est de -8.16 %, ce qui est inférieur à celui de l'échantillon A (-8.69 %), ce qui indique que le noyau nanocristallin présente de meilleures performances anti-saturation avant d'atteindre le courant de saturation.
Échantillon C (noyau amorphe) : Le courant de saturation est d'environ 7 A. Comme pour l'échantillon B, son taux de chute d'inductance à une polarisation de 6 A est de -8.18 %, ce qui est supérieur à celui de l'échantillon A, démontrant une bonne stabilité magnétique sous un courant de polarisation moyen.
La source de courant de polarisation CC du LS1373 Ils peuvent capturer avec précision le point d'inflexion de la variation d'inductance, crucial pour déterminer le courant de saturation du noyau. Les compteurs LCR traditionnels sans source de courant de polarisation ne peuvent pas obtenir ces données, ce qui entraîne un risque de surdimensionnement ou de sous-dimensionnement des inductances.
Pour évaluer la qualité du lot d'inducteurs, l'écart type (ET) de l'inductance (L) et le facteur de qualité (Q) pour 10 échantillons de chaque type à un courant de polarisation de 5 A (un courant de travail courant pour les inducteurs industriels) ont été calculés, comme indiqué dans le tableau 2.
| Mode de prélèvement | L moyen à 5A (μH) | ET de L (μH) | Coefficient de variation (CV) de L | Q moyen à 5A | écart-type de Q | Coefficient de variation (CV) de Q |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Échantillon A (ferrite) | 94.3 | 0.85 | 0.90 % | 76.8 | 1.23 | 1.60 % |
| Échantillon B (nanocristallin) | 95.1 | 0.32 | 0.34 % | 83.2 | 0.56 | 0.67 % |
| Échantillon C (amorphe) | 95.0 | 0.41 | 0.43 % | 80.1 | 0.72 | 0.90 % |
Le coefficient de variation (CV) reflète la cohérence des paramètres ; plus le CV est faible, plus la cohérence est élevée. Tableau 2 :
L'échantillon B (noyau nanocristallin) présente la meilleure consistance, avec des valeurs de CV de L et Q respectivement de 0.34 % et 0.67 %. Cela indique que le noyau nanocristallin présente une composition de matériau uniforme et un processus de fabrication stable.
L'échantillon A (noyau de ferrite) présente la plus mauvaise consistance, avec des valeurs CV de L et Q respectivement de 0.90 % et 1.60 %. Cela peut être dû à un frittage irrégulier de la ferrite lors de la production.
• L’échantillon C (noyau amorphe) a une consistance modérée, entre l’échantillon A et l’échantillon B.
Le LISUN LS1373 La source de courant de polarisation CC permet de tester rapidement plusieurs échantillons et de calculer les statistiques des paramètres, ce qui est efficace pour le contrôle qualité des lots. Son comparateur intégré peut également être réglé sur la plage standard L et Q, et affiche directement les résultats de réussite/échec via des LED, améliorant ainsi considérablement l'efficacité des tests automatisés.
En pratique, certains inducteurs présentent des défauts cachés dans leurs noyaux (tels que des fissures internes ou des entrefers irréguliers) difficiles à détecter en l'absence de polarisation. Cependant, sous l'action d'une source de courant de polarisation CC, les paramètres de ces noyaux défectueux subiront des variations anormales.
Par exemple, dans l'expérience, l'une des inductances de l'échantillon A (échantillon A-5) avait une inductance de 100.1 μH à une polarisation de 0 A (proche de la valeur moyenne), mais lorsque le courant de polarisation est passé à 5 A, son inductance a chuté à 88.5 μH, avec un ΔL% de -11.6 %, ce qui était significativement inférieur au ΔL% moyen de l'échantillon A (-5.90 %). Une inspection plus approfondie a révélé la présence d'une petite fissure dans le noyau de l'échantillon A-5. LS1373 La source de courant de polarisation CC peut détecter de tels défauts cachés en surveillant le changement anormal d'inductance sous le courant de polarisation, évitant ainsi le flux de produits défectueux sur le marché.
La source de courant de polarisation CC du LS1373 Les données peuvent également servir de support à l'optimisation de la conception des inductances. Par exemple, si un circuit de puissance exige que l'inductance maintienne une inductance supérieure à 90 μH sous un courant de polarisation continu de 6 A, les données expérimentales du tableau 1 montrent que :
• L'échantillon A (noyau de ferrite) a une inductance de 91.5 μH à une polarisation de 6 A, ce qui répond aux exigences.
• L'échantillon B (noyau nanocristallin) a une inductance de 92.3 μH à une polarisation de 6 A, ce qui répond aux exigences.
• L'échantillon C (noyau amorphe) a une inductance de 92.1 μH à une polarisation de 6 A, ce qui répond aux exigences.
Cependant, si le circuit exige que l'inductance maintienne une inductance supérieure à 90 μH sous un courant de polarisation de 7 A, seul l'échantillon A (89.8 μH, légèrement inférieur à 90 μH) ne satisfait pas à l'exigence, tandis que les échantillons B et C la satisfont. Par conséquent, l'ingénieur concepteur peut choisir le matériau de noyau approprié en fonction des données d'essai du LS1373, en équilibrant performance et coût.
Le LISUN LS1373 Le compteur LCR avec source de courant de polarisation CC peut simuler efficacement l'environnement de travail réel des inducteurs en appliquant un courant de polarisation CC stable et mesurer avec précision les paramètres de base tels que l'inductance (L) et le facteur de qualité (Q) dans différentes conditions de polarisation.
Grâce à une analyse expérimentale, il a été constaté que différents matériaux de noyau présentent des différences significatives dans les caractéristiques de saturation et la cohérence des paramètres : les noyaux nanocristallins ont les meilleures performances et cohérence anti-saturation, suivis des noyaux amorphes, et les noyaux de ferrite ont les pires.
La source de courant de polarisation CC du LS1373 présente une grande valeur pratique dans l'inspection de la qualité des inducteurs : il peut éliminer les défauts de noyau difficiles à détecter dans des conditions sans biais et fournir des données fiables pour le contrôle de la qualité des lots et les tests automatisés.
Le LS1373 Il permet également d'optimiser la conception des inducteurs. Les concepteurs peuvent utiliser ses données de test pour sélectionner les matériaux de noyau appropriés et déterminer le courant nominal de l'inducteur, réduisant ainsi le risque de défaillance.
Bien que le LS1373 Source de courant de polarisation CC a montré d’excellentes performances dans cette expérience, il reste encore des domaines à explorer davantage :
• Test à haute température : Cette expérience a été menée à température ambiante (25 °C), mais les paramètres de base des inducteurs changeront dans des conditions de température élevée. Les recherches futures pourront combiner LS1373 avec une chambre à haute température pour analyser la stabilité de la température du noyau sous courant de polarisation continu.
• Test de polarisation haute fréquence : la fréquence de test du LS1373X/CX peut atteindre 200 kHz. Pour les inductances utilisées dans les circuits haute fréquence (tels que les circuits RF), il est nécessaire de vérifier les caractéristiques du noyau dans des conditions de polarisation à haute fréquence, ce qui peut nécessiter l'utilisation de LS1379MX/Modèle CMX (fréquence de test jusqu'à 1MHz) de la même série.
En résumé, l' LISUN LS1373 La source de courant de polarisation CC offre une solution de test professionnelle et fiable pour l'analyse des caractéristiques du noyau d'inductance. Son application améliore considérablement la précision du contrôle qualité des inductances et la rationalité de leur conception, et constitue un atout majeur pour le test des composants électroniques.
Mots clés:LS1373Votre adresse électronique ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont marqués *
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