功率阻滞测试仪DPG10系列的脉冲测量方法比其他电感测量方法具有优势。它可以从小型的PCB安装电感器中使用到重量数吨的电感器。在新的测试适配器的帮助下，与LCR仪表相比，现在可以更容易和现实地测试SMD电感器，低至50 nh，多可容易地测试A的电流。
PCB安装的SMD和THD电感器通常仍在数据表中指定，并在MV和 A范围（LCR仪表）中对正弦电压和电流进行小信号测量。这些测量电压叠加在直流电流上，以表征电感的饱和行为。相比之下，功率阻塞测试仪DPG10系列的脉冲方法具有显着优势，因为它使用了与应用程序相关的电压曲线形状（方波）和振幅（几个V到几个100 V）。
本文介绍并比较了这两种测量方法。解释了测量小电感值（<1 H）的问题，并提出了低于50 nh的SMD电感器的新测试适配器。
图1。 由Bodo的Power Systems提供的图像。
脉冲测量原理DPG10/20系列
DPG10系列的脉冲测量原理与单个方波脉冲一起工作。幅度可以设置为从<10 V到400 V的较宽范围。应选择其与真实应用中电感器处的电压相对应。
图2。 功率阻滞测试仪DPG10 CH3的测试脉冲：5V/p CH4：20A/DIV时间群：2 s/p。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供这导致测试样品中的坡道形电流曲线。考虑到欧姆电阻R。
当预设电流或预设脉冲持续时间时，测量脉冲再次关闭。
从当前I（t）的曲线和测试样品上的电压V（t）的曲线，可以使用单个测试脉冲计算以下变量：
差异电感l diff（i）和l diff（∫udt）
振幅电感L放大器（I）和L放大器（∫UDT）
链接的磁通ψ（i）
磁性共能量W CO（i）
通量密度B（i），如果已知横截面和弯道数量所有材料的行为或多或少取决于频率和振幅。由于测试脉冲具有与大多数功率电子应用相同的矩形曲线形状，并且与实际应用相同的振幅，频率或脉冲宽度，因此获得了现实的测量结果。另一方面，LCR仪表的小信号测量基于通常与实际条件不符的测量信号。在这些情况下，结果不是很有意义。
图3。 差分电感LDIFF（i）的图。图像由Bodo的Power Systems提供脉冲电压源将脉冲能量从电容器库带到所需的测量电压。它的能量含量通常高于脉冲期间撤回的能量。然后，测试脉冲的电压大致恒定，尽管这不是必要的条件。由于原则，无论测试样品的类型如何，电容器库的电容都没有上限。这就是电源障碍测试仪DPG10/20系列的应用程序范围的原因之一，几乎所有电感功率组件，从小型PCB安装的电感器到在MVA范围内重量数吨的电感器。
DPG10/20测量原理的优点
广泛的应用
当前范围非常广，从10 mA到10 ka
脉冲能量从几个至15 kJ可用
适用于从1 MHz到<0.5 Hz的所有材料
尽管测试电流很高，但小巧，轻巧且相对便宜
非常易于使用，测量结果在几秒钟内
对测试样品没有热影响
申请示例
开关模式电源供应，DC/DC转换器等的存储窒息等。
过滤器的UP，逆变器等窒息。
PFC等的电源窒息和换向电感器
抑制窒息和电流补偿的窒息
电磁体，阀执行器等线圈等。
反式转换器的变压器
其他变压器和电动机
许多其他归纳功率组件
DC偏置的LCR仪表的小信号测量原理
LCR仪使用正弦电压和电流，在MV至 V和MA至 A范围内具有可选频率，并叠加在可调节的直流电流上。然后，可以从测试样品的电压和相位角度来计算电感，电阻和Q因子。
图4。LCR 仪表的小信号测量（自动平衡方法）。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供在开关模式电力电子应用中，无法在操作点上进行细微滞后曲线的材料的这种调节。这种小信号测量的测试结果不是很有意义。这些测量结果与DPG10/20脉冲测量方法之间的差异在很大程度上取决于材料，并且通常无法说明整个材料组。在某些情况下，差异相对较小，而在其他情况下，它们可能是相当小的。
由于所需的DC偏置单元较大，因此此方法仅限于低估250a的低测量电流，并且需要非常昂贵的测试设备。
必须进行许多单独的测量，以创建完整的测量曲线L（i）。这需要相对较长的时间，并在测试样品上放置热负载。在过载范围内，这可以使由于过度加热而无法测量饱和行为。至少不能简单地在定义的温度下测量行为，因为自加热决定了温度。
另一方面，由于脉冲持续时间短，脉冲测量方法不会导致测试样品的任何可测量加热。因此，可以在任何所需温度（例如在气候柜中）确定行为。
与DC偏置单元相比，脉冲测量原理的优点是
现实的测量原则
可能会明显更高的测试电流
设备成本大大降低
对测试样品没有热影响，因为测量脉冲非常短（ s到MS）用于测量低电感SMD组件的测量适配器多50 nh低电感成分<1 H的电感测量在根本上是有问题的，容易出错的，并且在计量学上是要求的，无论使用哪种测量设备以及使用哪些测量原理。在功率阻塞测试仪DPG10系列的脉冲测量原理中，它是寄生电感，力引线与力量引线之间的电感耦合以及对准确测量结果很重要的采样率。
与测试样品一起，测试导线的寄生电感以及设备的寄生性内感应形成电感电压分隔器。如果这些寄生电感比测试样品的电感大甚至大得多，则仅将测试脉冲电压的一小部分掉落在测试样品上。然后将大部分放在寄生的电感上。尽管总是进行4线测量，但这降低了测量精度。在4线测量中，电压通过单独的感官导线直接在测试样品上挖掘。
为了防止测量结果不正确，如果脉冲电压过多，则必须丢弃测量结果。因此，必须化寄生电感以测量的电感值。
测试引线在寄生电感中起着重要作用。由高度柔性的测量LITZ电线制成的理想测试引线，其铜横截面已有0.6m的长度为700 nh。结合了测试样品和设备内部电感上鳄鱼夹的进一步寄生电感，这充其量将测量多限制在500 nh。
为了将DPG10系列的使用区域扩展到50NH，ED-K为SMD组件开发了新的无焊开尔文测试适配器，可以直接将其直接插入设备前面板上的插座，而无需使用测试引线。因此，可以消除测试引线的影响。这些测试适配器可用于寄生电感。结合DPG10系列的内部设计以及相关的极低寄生电感，可以在某些情况下进行测量，低至50 nh。
开尔文测试适配器MABXSMD直接插入前面板。对于DPG10系列的三个测量范围，有一个单独的测试适配器（MAB1SMD，MAB2SMD或MAB3SMD）。测试适配器可以容纳宽度为5-25毫米，长度5-25毫米的宽度和高度25毫米的SMD组件。定位后，通过弹簧托架将测试样品固定在适当的位置，这使操作变得容易。
测量示例
图5-8显示了来自各种制造商目录范围的SMD电感器的测量示例。
图5。 额定电感200 NH，热等级电流92臂。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供图5显示了用EP铁氧体的电感器的差异电感l差异（I），并用功率阻塞仪DPG10-1000B和开尔文测试适配器MAB1SMD确定的气隙。根据数据表的说法，电感下降20％的饱和电流为113 a，热允许的RMS电流为92A。根据数据表的额定电感200 NH的额定电感率并不完全实现（194 NH）。但是，饱和电流明显高于指定的（约150a）。
这些差异有多种原因。
首先，有不同的测量方法。如前所述，功率阻滞测试仪DPG10系列使用面向应用程序的方波大量信号测量脉冲，其振幅与实际应用相同。材料的小信号调制，其正弦电压在 V或MV范围内以及 A或MA范围内的电流可提供不同的结果，这取决于材料。
但是，由于电感值如此小，即使是测试设置的几何形状的差异也起着不可忽视的作用。即使在组件上的测试点或电流饲料类型（例如，平面或点状）的类型中，即使很小的偏差也会导致不同的测量结果。为了获得可重现的测试结果，测试设置的几何形状必须始终相同。如果没有特殊的测试适配器，几乎不能保证这一点，并且不仅适用于脉冲测量原理，而且适用于使用LCR仪表的小信号测量。
但并非不重要的一点是，还必须考虑到多10％的标本散射。
5050包装中图6中的电感器由带有分布式气隙的粉末材料组成。一开始（280 nh）超过220NH的名义值。在66 a处指定热允许的RMS电流，并且在68 A时指定电感下降20％的饱和电流。
与上一个示例中的脉冲测量和数据表格规格之间的差异相同。如果没有特殊的测试适配器，则无法用LCR仪表复制L 0 （220 nh @ 100 kHz，0.25 V）的数据表规范。即使经过精心校准的测试适配器，这也很困难。实际的初始电感l 0似乎比指定的要大得多，这可以通过用功率阻塞测试仪DPG10进行测量证实。
图6。 额定电感220 NH，热额定电流66臂，5050包装。图像由Bodo的Power Systems 提供粉末材料的饱和曲线比带有气隙的铁氧体芯的饱和曲线要柔软得多。结果，如果在发生故障的情况下，在开关模式应用中使用时，该材料的问题较小。即使在200 a，该标本仍具有超过140 nh的电感。
这些陈述也类似于图7中的电感器。在4040包装中（10 x 10 x 4mm ）中，其额定电感为470 nh，其热允许的RMS电流为30臂，并由相同的材料组成。
图7。 额定电感470 NH，热等级的电流30臂，4040包装。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供图8中的一个测量示例是一个小的SMD电感器，尺寸为8 x 8 x 4 mmm。它也是具有分布式气隙的粉末芯。在这种情况下，测得的值略微偏离了由于组件散射引起的数据表规范（3.2 A 28.6 H的电感，数据表规范26.4 H）。测量如此庞大的电感值要少得多，并且不容易出现误差。
正确选择测量参数
在非常低的电感值下，两个测量参数（测试电流和测试电压）不再可以自由选择。这是由于脉冲持续时间为3 s功率阻塞测试仪DPG10系列。可以使用以下公式大致估算测试脉冲持续时间：
\ [\ delta \，t = l_ {diff}*\ delta \，i/v \]
公式指出，电感越小，测试电流越小，测量电压越大，脉冲持续时间就越短。在非常低的电感值下，测试电压必须尽可能低，并且测试电流尽可能高。的预设测试电压为10 V，尽管由于较高的电流下的寄生电压下降，有效的测试电压可能低至6-8 V。
图8。 额定电感33 H，热额定电流3.1臂，3232包。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供这导致给定电感的要求的测试电流：
100 nh =>大约
150 a 1 H =>> 20 a
10 H =>大约3 a
但是，通常可以通过选择相应较高的测试电流来测量具有明显额定电流的组件，直到可以进行测量。由于测试脉冲非常短，因此额定电流的倍数不会导致对组件的任何加热或损坏。
脉冲测量方法的要点
低电感成分<1 H的电感测量从根本上是有问题的，容易出错的，并且在阶程要求。
使用新的测试适配器，比使用LCR仪表更容易，更现实地测量降至50 nh的SMD电感器的电感L（I）。
脉冲测量方法可以显着便宜的测量设备，尤其是对于20点以上的电流。
希望使用脉冲测量方法更真实的规范将仍然用于PCB安装的电感器的小信号测量方法将替换，该方法使用的方波脉冲使用具有接近应用的幅度的方波脉冲。
