在应用频率下测试电感(二)

在上一篇文章“在应用频率下测试电感(一)”中,我们介绍了电感参数和测定电感的传统方法。在本文,我们将介绍电感和频率的关系,以及确定应用频率下电感测试的内容。

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应用频率测试

传统测试方法的基本困难在于,线圈在一个频率下测试,又在另一个频率下使用。图1和图2显示了传统测试方法的基本问题。

电感与频率

图1显示三个不同电感的电感值和频率的对数扫描。当这些产品在一个标准频率下测试时,它们的电感值看起来相同。在实际的电路频率下,这些线圈却大不相同。这三个线圈可以代表三种不同的设计或相同设计的三个不同线圈。如果使用频率就在三个电感聚合的点上,那么这些线圈是等效的。如果电路频率与测试频率大不相同,那么测试频率下的电感一般不能够表示使用频率的电感。

即使这些线圈没有相互偏离,电感值仍然会改变。当设计要求一个特定的电感值,而特定线圈未能达到预期值时,电感随频率改变而产生的结果就此体现出来。这一改变通常是由夹具的不同和电路寄生效应引起的,从而特定值也会相应的抵消。

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图1:三个不同的电感,电感值随频率变化而变化

图2显示在测试频率和应用频率下测试的另一个结果。它显示了一特定线圈的电感精度随频率变化的情况。两个频率下的标称电感值及其公差都有显示。如果该线圈在测试频率下的公差为5%,那么在应用频率下的公差则可能为10%。这些公差限额随频率而缩小或扩大,取决于线圈的设计。公差限额的不恒定这一事实导致精度随频率变化而失去控制。

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图2:电感的精度随频率变化而变化

在任何情况下,电感是随频率的变化而变化,在应用频率下测试能较好地控制规格。在应用频率下测试并校正,是确定线圈应用性能极为有效的方法。

确定应用频率下的电感测试

在使用频率下测试电感器的电气步骤如下:

电感

1、确定标称电感值。

2、确定测试仪表、夹具和频率。

3、确定电感公差。

a:用六西格玛或其他合适的方法来确定允许的百分比公差。

b:评估测试频率下标称阻抗的仪表误差。将步骤3a中确定的允许公差减去此百分比误差。

c:确定仪表和夹具的可重复性。将步骤3b的结果减去此百分比误差。此结果为规定的公差。由于所有误差都已被考虑进去,制造商应依规定的公差测试而无需校正。

Q

1、确定绝对最小Q值(允许最小值)。用六西格玛或其他合适的方法来确定允许最小值。客户应依此公差进行测试。

2、确定测试仪表、夹具和频率。

3、为制造确定最小Q值。

a:评估测试频率下标称阻抗的仪表误差。校正步骤1中确定的允许最小值(即,将最小Q值加上与仪表误差相等的数)。

b:确定仪表和夹具的可重复性。调整步骤3a中确定的新的允许最小值(即,将最小Q值加上与测试可重复性相等的数)。此结果为规定的公差。由于所有误差都已被并入最终调整后的Q规格中,制造商应依规定的公差测试而无需校正。

DCR

1、确定绝对最大DCR(允许最大值)。用六西格玛或其他合适的方法来确定允许最大值。

2、确定测试仪表和夹具。

3、为制造确定最大DCR。

a:评估标称电阻的仪表误差。校正步骤1中确定的允许最大值(即,将最大DCR减去与仪表误差相等的数)。

b:确定仪表和夹具的可重复性。调整步骤3a中确定的新的允许最大值(即,将最大DCR减去与测试可重复性相等的数)。此结果为规定的公差。由于所有误差都已被并入最终调后的DCR规格中,制造商应依规定的公差测试而无需校正。

SRF

确定绝对最小SRF(允许最小值)。假设需要对已筛选过的一批器件进行测试,则只需对电感进行100%测试。其他参数是伴随着电感值的,因此仅需验证。

校正规格

由于不同的夹具和环境因素,使用校正方法并且在使用频率下测试能够消除误差,而且能够加严规格。校正方法可用于电感的任何参数,但最常用于电感和Q。

结语

线圈电感和Q是受频率影响的,测试方法对这些参数有更进一步的影响。在实际电路频率下确定和测试是控制电感参数的恰当方法。使用频率测试能够确保元件与其实际应用一致。电感的主要参数是相互关联的线圈设计函数。电感规格应考虑元件变数和测量系统误差。

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在应用频率下测试电感(一)

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