ESR e ESL dei condensatori nei bus in corrente continua

L'analizzatore di impedenza MFIA, uno strumento multifunzionale per la ricerca e lo sviluppo e il controllo qualità, può essere utilizzato per misurare la ESR e la ESL dei condensatori del circuito utilizzati nei bus in corrente continua (DC link) in un'ampia gamma di frequenze.

Analizzatore di impedenza MFIA
Analizzatore di impedenza MFIA

Attività da eseguire

I condensatori del circuito intermedio in corrente continua sono ampiamente utilizzati nello stadio dell'inverter in cui la corrente continua (DC) viene riconvertita in corrente alternata (AC). Nei veicoli elettrici, ad esempio, quando il transistor bipolare a gate isolato (IGBT) accoppiato si spegne, viene indotto un picco di tensione proporzionale all'induttanza parassita. La riduzione dell'induttanza di serie equivalente (ESL) del condensatore è, quindi, importante per evitare danni da shock elettrico. Inoltre, è auspicabile avere una bassa resistenza di serie equivalente (ESR) per migliorare l'efficienza del dispositivo e sopprimere la dissipazione di calore. La caratterizzazione di una bassa ESL e di una bassa ESR con un analizzatore di impedenza è pertanto fondamentale per verificare le prestazioni del condensatore nella gamma di frequenze che interessa. Tali misure rappresentano il punto di riferimento per lo sviluppo futuro dei componenti.

Misure precise dell'impedenza
Misure precise dell'impedenza: misura dell'impedenza di un condensatore del bus in corrente continua con l'analizzatore di impedenza MFIA utilizzando un'apparecchiatura personalizzata a basso ESL
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Soluzione Rohde & Schwarz

Una configurazione multistrumentale per la caratterizzazione di ESL e ESR comprende un misuratore LCR e una combinazione di oscilloscopio e generatore di segnali per ricavare ESL e ESR dall'equazione dell'impedenza autorisonante a una frequenza fissa. L' utilizzo di un analizzatore di impedenza con un'apparecchiatura adeguata semplifica la configurazione e migliora le capacità di misura, fornendo una comprensione delle caratteristiche ESR e ESL per la frequenza di funzionamento effettiva, non solo per la frequenza specificata nella scheda tecnica. Pertanto, sia i produttori di condensatori per DC link che gli integratori di sistemi possono ridurre i rischi già in una fase iniziale.

L'analizzatore di impedenza MFIA di Zurich Instruments, una società di Rohde & Schwarz, è lo strumento perfetto per eseguire la caratterizzazione dei condensatori utilizzati nei bus in corrente continua. È in grado di eseguire misure di impedenza in un ampio intervallo, a partire da meno di 1 mΩ fino a 1 TΩ e oltre; inoltre, grazie alla sua architettura innovativa, può eseguire queste misure molto rapidamente. Il software di controllo di LabOne instrument consente di accedere a un set di strumenti completo che comprende uno sweeper, un plotter, un oscilloscopio e molti altri strumenti. Il software consente di registrare in parallelo più parametri, come ESR, ESL, C e D.

Vantaggi

  • Integrato: un unico strumento consente di misurare ESR, ESL e diversi altri parametri come C o D
  • Accurato: la compensazione della bassa impedenza da parte dell'utente consente di ottenere misure affidabili e ripetibili nel regime dei sub-mΩ
  • Intuitivo: con l'interfaccia utente LabOne, è possibile visualizzare più tracce nello stesso grafico grazie al plotter del dominio del tempo e allo strumento sweeper del dominio della frequenza
  • Completo: la spettroscopia ad impedenza fornisce più informazioni di una soluzione a frequenza fissa
  • Comparativo: l''esportazione e la reimportazione delle tracce di misura possono essere utilizzate, ad esempio, per studiare gli effetti dell'invecchiamento dei componenti o per verificare la riproducibilità delle misure

Perché scegliere la soluzione Rohde & Schwarz?

  • Perché comprende una funzionalità di compensazione che consente di impostare il piano di misura al connettore del dispositivo basandosi su una procedura di compensazione short-load
  • Raggiunge una linea di base di misura a partire da 10 pH e 10 μΩ su una gamma di frequenza da 100 Hz a 5 MHz
  • Visualizzazione in loco di valori multipli e tracce determinate automaticamente dai circuiti equivalenti incorporati grazie allo strumento sweeper e plotter LabOne
  • Consente il controllo remoto completo tramite API per l'integrazione in ambienti di laboratorio o di produzione complessi
  • Migliora la tracciabilità grazie all'utilizzo di file unici di impostazione dello strumento e della compensazione
  • Raggiunge un'elevata affidabilità e ripetibilità grazie a un'apparecchiatura ben definita a bassa ESL
Misure di ESL e ESR con l'analizzatore di impedenza MFIA
Misure di ESL e ESR con l'analizzatore di impedenza MFIA: misure di ESL e ESR di condensatori del circuito intermedio in corrente continua a basso costo (curve blu) e ad alte prestazioni (curve rosse) rispetto ai valori di riferimento (curve verdi)

Riassunto

L'analizzatore di impedenza MFIA di Zurich Instruments può essere utilizzato per misurare l'ESR e l'ESL dei condensatori usati nei bus in corrente continua su un'ampia gamma di frequenze, non solo a frequenze fisse. Consente ai produttori e agli integratori di sistema di confermare le specifiche in modo rapido e tempestivo per ridurre i rischi di progettazione. Per il collaudo in produzione, il controllo API consente di ridurre la complessità, facilitando l'integrazione dello strumento MFIA in un sistema di test automatico.

L'analizzatore MFIA è uno strumento flessibile capace di effettuare numerose misure di impedenza per la caratterizzazione di aspetti chiave dei componenti, come gli effetti dell'invecchiamento. Per ulteriori informazioni, contattateci per fissare un appuntamento dimostrativo.