ESR y ESL de condensadores de enlace de CC

Su misión

Los condensadores de enlace de CC son ampliamente utilizados en la etapa del inversor en la que la CC se convierte de nuevo en CA. En los vehículos eléctricos, por ejemplo, cuando el transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) acoplado se apaga, ocasiona un pico de voltaje transitorio proporcional a la inductancia parasitaria. Por lo tanto, es importante reducir la inductancia serie equivalente (ESL) del condensador para evitar daños por choques eléctricos. Además, es conveniente contar con una resistencia serie equivalente (ESR) baja para mejorar la eficiencia del dispositivo y suprimir la disipación térmica. Por consiguiente, a la hora de verificar el rendimiento del condensador en la gama de frecuencias de interés, es crucial caracterizar la baja ESL y la baja ESR con un analizador de impedancia. Dichas mediciones establecen el punto de referencia para el futuro desarrollo de componentes.

Solución de Rohde & Schwarz

Una configuración multiinstrumento para caracterizar tanto la ESL como la ESR se compone de un medidor LCR y una combinación de osciloscopio y generador de señales para derivar la ESL y la ESR de la ecuación de la impedancia autoresonante a una frecuencia fija. Utilizar un analizador de impedancia junto con un dispositivo adecuado simplifica la configuración y mejora las funciones de medición ya que permite entender no solo la frecuencia establecida en la hoja de especificaciones sino también las características tanto de la ESR, como de la ESL para la frecuencia real de funcionamiento. Tanto los fabricantes de condensadores de enlace de CC como de integradores pueden, por consiguiente, reducir sus riesgos en una etapa temprana.

El analizador de impedancia MFIA de Zurich Instruments, empresa filial de Rohde & Schwarz, es el instrumento perfecto para caracterizar condensadores de enlace de CC. Tiene la capacidad de realizar mediciones de impedancia en un amplio rango de ohmios, desde menos de 1 mΩ hasta por encima de 1 TΩ, y gracias a arquitectura innovadora puede realizar estas mediciones de manera muy rápida. El software de control de instrumentos LabOne proporciona acceso a un completo conjunto de herramientas como, por ejemplo, una de barrido, una de visualización, un osciloscopio y muchas más. El software permite grabar múltiples parámetros en paralelo como ESR, ESL, C y D.

Ventajas

• Integrado: un solo instrumento permite realizar mediciones de ESR, ESL y varios otros parámetros como C o D
• Preciso: la compensación de usuario del Z bajo consigue mediciones confiables y repetibles en el régimen de los sub mΩ
• Intuitivo: con la interfaz de usuario del software LabOne, pueden visualizarse múltiples trazas en un mismo gráfico gracias a la herramienta de visualización de dominio del tiempo y la de barrido de dominio de la frecuencia
• Completo: la espectroscopia de impedancia proporciona más información que una solución de frecuencia fija
• Comparativo: las trazas medidas de exportación y reimportación pueden utilizarse, por ejemplo, para estudiar los efectos de envejecimiento de sus componentes o verificar la reproducibilidad de las mediciones

¿Por qué escoger la solución de Rohde & Schwarz?

• Incluye una guía de compensación, la cual permite ajustar el plano de medición en el conector del dispositivo en función de un procedimiento de compensación de cargas cortas
• Alcanza una línea de base de medición tan baja como de 10 pH y 10 μΩ en una gama de frecuencias de 100 Hz a 5 MHz
• Gracias a las herramientas de barrido y de visualización del software LabOne pueden visualizarse in situ múltiples valores y trazas los cuales han sido determinados de manera automática a partir de los circuitos equivalentes integrados
• Permite el control remoto de la API para su integración en entornos de laboratorio complejos o instalaciones de producción
• Al utilizar archivos únicos de configuración de instrumentos y de compensaciones, se mejora la trazabilidad
• Gracias a un dispositivo de baja ESL bien definido, se obtiene una alta confiabilidad y repetibilidad

Resumen

El analizador de impedancia MFIA de Zurich Instruments puede utilizarse para medir tanto la ESR como la ESL de los condensadores de enlace de CC en una amplia gama de frecuencias, no solo a frecuencias fijas. Permite tanto a fabricantes de condensadores de enlace de CC como de integradores confirmar, en una etapa temprana, las especificaciones de manera rápida a fin de reducir los riesgos de diseño. Para pruebas de línea de producción la API de control le permite reducir la complejidad ya que facilita la integración del MFIA en su configuración de prueba.

El MFIA es un instrumento flexible que cuenta con muchos modos diferentes de medición de impedancia para caracterizar aspectos claves de sus componentes, como los efectos del envejecimiento. Para más información, no dude en contactarnos para concertar una demostración.