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同惠TH2638A高速精密电容测量仪应用于新能源汽车
发布:西安安泰测试设备有限公司浏览次数:707目前,新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃发展,新能源汽车以其低碳、环保、低成本的优势受到消费者的青睐。
电机、电池、电机控制技术是新能源汽车的三大核心。
电机控制技术的核心需要高效电机控制的逆变器技术,高效电机控制的逆变器技术需要强大的功能IGBT模块和匹配模块DC-Link电容器。
IGBT模块的重要性不言而喻,DC-Link电容器的性能也不容忽视,因此可靠检测是电容器不可或缺的重要环节。
关于电容,我们知道,由于材料、生产工艺以及其他因素的影响,自然界中不存在纯净的电容,一般会包含寄生参数,如下图所示:
电容串联等效模型图
在电容的串联等效模型中,实际电容是由本身电容Cs、引线电阻Rs(ESR),引线电感Ls(ESL)串联构成。
电容器的阻抗频率特性图
根据阻抗频率图我们可以看到:
①当频率<<谐振频率时,Ls(ESL)造成的影响忽略不计,可以等效为是Cs和Rs(ESR)串联;
②当频率≈谐振点时,Ls(ESL)的影响不能忽略;
③当频率>>谐振频率时,Cs的影响忽略不计,可以等效为是Rs和Ls(ESL)的串联。
以前大容量电容一般应用在低频领域,所以有些客户对Ls(ESL)的关注就很少,往往会把重心放在Cs、Rs(ESR)上,但随着近几年新能源汽车的快速发展,越来越多的大容量电容被应用在新能源里面,而且实际使用的频率也越来越高,这时候引线电感Ls(ESL)的大小直接能影响电容的质量评定,所以需要精确测量。
敲重点!DC-Link薄膜电容的特点↓↓↓
a)容量高,可高达1000μF甚至更高
b)频率特性稳定,产品高频特性好,工作频率约为10kHz
c)低ESR(串联等效电阻),Z小可达0.2-0.5mΩ,甚至更小,耐纹波电流能力强
d)低ESL(串联等效电感),Z低可达<10nH,减小了在开关频率下的震荡效应,因此可忽略掉吸收电容
e)产品安全性好,耐过压能力强,抗浪涌电压能力大于1.5倍的额定电压
f)没有极性,能承受反向电压
g)额定电压可达800V以上,不需要串联和平衡电阻
提问&解答
Q:如何精准且快速测试DC-Link?
A:这是一个世界性难题。在以往,测试大电容的常见方法一般有两种,分别为:
一、高低频测试法:
由图一可以看到实际电容的阻抗频率特性与理想电容式完全不同,由图二可以看到随着频率增加,XL=ωL和Zc是越来越接近的,通常理论认为,当频率越高,一般为1MHz或者更高的时候,根据阻抗计算公式:
先用低频去测试Cs、Rs(ESR),然后用高频测试Ls(ESL),Rs(ESR)。这种测试方法要求高低两种测试频率必须远离谐振点,才能降低Ls(ESL),Cs造成的误差影响。
举个例子:经常有客户用1MHz去测试大电容来得到Ls(ESL)值,但因为Cs的存在,同时1MHz这个频率离谐振点并不足够远,所以这种方法测试得到的Cs,Ls(ESL)这两个值都只能算是近似值,精度有限,但同惠TH2840、TH2838H和TH2829系列都可以给您一份满意的测试结果。
二、谐振法:
根据阻抗频率图,我们可以看到大电容的谐振点阻抗Z低,所以用扫频仪产生信号源,同时测试电容的阻抗,寻找谐振点,然后通过计算就能算出Cs和Ls(ESL)。
这种方法对扫频源产生的信号源要求很高,要求步进频率越小越好,同时对阻抗的测试要求也很高,因为是扫频,步进频率小,测试要求非常高,所以测试速度很慢,一般实验室使用,很少应用到生产线上。与此同时,由于测试的时候没有专用的四端测试夹具,即使计算出来了Cs、Rs(ESR)、Ls(ESL),结果也不一定准确,但TH2839、TH2851都克服了这类问题,均可以为您进行精密的阻抗分析。
三、同惠测试法
在实际应用中,大电容的高频特性远远比理想状态更复杂,因此,常规自动元件分析仪或者阻抗分析仪由于没有专用的四端测试夹具,以及由于仪器内阻过大,会造成实际加载测试端分压过小,导致测试结果不稳定甚至不准确。
同惠TH2638A高速精密电容测量仪对大电容的测试不同于以上两种测试方法,也不同于常规自动元件分析仪和阻抗分析仪的测试方法,具有四大核心优势:
①专用的四端测试夹具
TH2638A标准的四端测试夹具,保证了小阻抗器件测试精度的问题。
②独特的信号源输出阻抗设计
TH2638A独特的信号源输出阻抗设计,不仅保证了加载到器件两端的信号电平足够高,而且提高了测试精度。
③超密的量程设计
TH2638A超密的量程设计,可以大大保证了测试的精度,重复性和一致性。
④采用双频测试
TH2638A选用两种频率测试电容,通过算法算出Cs,Rs(ESR),Ls(ESL),准确率和测试速度远远高于高低频测试法和谐振法。当我们在测试大电容的三参数时,首先要选取两个频率,这两个频率不能随便选取,要按照一定的方法选取才能保证测试精度,选取方法如下:
→TH2638A热机半小时后,用测试夹具短路清零,然后测试参数选择Cs-RS(ESR),用测试夹具测量被测电容,分别用100Hz,1kHz,10kHz,40kHz,100kHz测试被测电容,记录测量结果,然后选取Rs(ESR)Z接近的两个频率作为测试频率。在SETUP里面设置上述选取的两个频率中的一个频率为基频,然后主测试界面里的测试频率设置为另一个频率,将功能改为Cs-Rs-Ls就能得到精准的测试值。
作为新能源汽车中大容量电容难题“终结者”,TH2638A系列高速精密电容测试仪使DC-Link电容可以在设定的频率下稳定测试高达1mF的容量、1μΩ稳定值的ESR、0.01nH稳定值的ESL,而且测试结果更接近于大电容实际使用场合的真实值,为广大DC-Link电容器厂家提供了一个高效、高性价比的完美解决方案。
原文来自:http://www.agitek.com.cn/view-15-2088.html
2022-08-26相关仪器 -
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