詳細介紹磁放大磁芯的測試方法

    磁放大在電源上工作時(shí)，經(jīng)常在做成成品之前破壞。原有的特性，致使電源在運行中時(shí)常出現輸出電壓偏高或偏低等。 
具體分析：從大多數不良品來(lái)看，我們可以從如下幾點(diǎn)來(lái)分析：
(1) 此類(lèi)電感器圈數很少，不會(huì )圈數而出問(wèn)題，那就可以確定是磁芯存在問(wèn)題，具體為磁芯的磁通密度 (B)。 
若 B 偏下限時(shí)，則輸出電壓走上限；若 B 偏上限，則輸出電壓走下限。 
a. 全磁通φss（避免低負載時(shí)電壓下降） 
b. 磁滯回線(xiàn) B(H) 矩形比（避免全載時(shí)電壓下降） 
(2) 在制程中導致此問(wèn)題的原因如下： 
a. 繞線(xiàn)時(shí)，外殼對內部的帶材有個(gè)擠壓的應力，會(huì )導致帶材的破損及斷裂。
b. 在組裝外殼的時(shí)候會(huì )導致殼體與帶材間的擠壓，從而導致?lián)p壞等。
c. 帶材在圈繞的時(shí)候，松緊度及首尾的重疊（也說(shuō)圈繞的圈數會(huì )多點(diǎn)）。 
d. 最?lèi)毫拥?img src="/image/wz/jiushi.jpg" />用料錯誤（帶材的材質(zhì)），此項產(chǎn)生的機率很低很低。
e. 作業(yè)員把不良品（被摔過(guò)的，如摔在地上或被外力施壓過(guò)）流入下一站位等等。 
之前的對策為：
a. 供應商在做每個(gè)機種試驗時(shí)都需向客戶(hù)借一臺電源，進(jìn)行 100% 動(dòng)態(tài)測試,測試規格會(huì )在 SCD 注明（例如：動(dòng)態(tài)測試3.3Vdc@Output 5V×0A；3.3V×0A；12V×12A；-12V×0A；5Vs×2A；12V2×6A 3.3Vdc SPEC 范圍 = 3.14 ~ 3.46 Vdc）方可出貨。 
此方案不管是對廠(chǎng)商或客戶(hù)都會(huì )帶來(lái)人力及時(shí)間的浪費，但品質(zhì)可以得到保證。
b.  B-H 測試儀進(jìn)行測試，但此儀器非常昂貴，人民幣大約 80 萬(wàn)，制造商不能接受，目前供應商都有此儀器。 
c. 如嘗試用 LCR meter 來(lái)測試的話(huà)，測出的結果不明顯，良品與不良品很難區分且從科學(xué)的角度出發(fā)解釋不通。 
d. 把我們的告訴磁芯的原廠(chǎng)，請他們務(wù)必其規格生產(chǎn)，各項參數在成形之前需考慮到繞線(xiàn)時(shí)受到的影響。換句話(huà)說(shuō)也請磁芯的原廠(chǎng)保證出貨品在繞完線(xiàn)后依然 OK。 
此項要求對目前的技術(shù)上及生產(chǎn)成本來(lái)講都是很大的挑戰! 
目前研究對策：
(1) 在制造商端，對其繞線(xiàn)時(shí)使用的力度管控
(2) 通過(guò)此研究力求在靜態(tài)測試的時(shí)候辯別出良品與不良品
(1) 的具體方案如下： 
a. 在成品制造商端，進(jìn)料檢驗的時(shí)候應對來(lái)料磁芯的外殼受力做測試，計算公式如下： 
機械力= 6 × F × (da + di) / (3.14 × h ×(da - di)2) 
式中： 
F：一直到外殼破裂（凹陷）的徑向力 (N)。 
da：外殼的外部直徑 (mm) 
di：外殼的內部直徑 (mm) 
h：外殼的高度 (mm) 
b. 在制程中應注意其繞線(xiàn)及固定磁芯的方式： 
c. Amorphous core在受到外界機械力會(huì )導致帶材的破損： 
(2)：L-testing of amorphous core 
測試原理及計算公式： 
a. 被測對象應在起始測試下為飽和或預先施加一短暫的直流脈沖使其飽和，然后在剩磁點(diǎn)檢測。 
注： 
Point A：檢測出繞線(xiàn)時(shí)機械應力或外力導致鐵心損壞。(u>200) 
Point B：檢測出磁滯曲線(xiàn)的矩形比(低電感意味高矩形比)。(u>8000) 
具體方案如下： 
計算電流公式： 
N×I=H×Lfe——電流 (I)，單位：mA。式中：磁場(chǎng)強度 (H)，單位：mA/cm。
磁路長(cháng)度 (Lfe)，單位：cm 。 
計算磁導率 (u) 公式： 
u=79.6×L×Lfe/N2×Afe 式中：電感 (L)，單位：uH。 繞線(xiàn)匝數 (N)。有效面積 (Afe)，單位：cm2。 
下面以 R21A56-0001I (L205) 為例演變過(guò)程如下：
磁芯尺寸：12mm×8mm×4.2mm 
各項參數：Afe=0.07cm2，Lfe=3.14cm，Mfe=1.7g。 
Point A：f=100khz Iac=HL/N=4ma/cm×3.14cm/8=1.57mA 
Idc=HL/N=1200ma/cm×3.14cm/8=471mA 
由u=79.6×L×Lfe/N2×Afe→L=u×N2×Afe/(79.6×Lfe) 
則結果為：0.27046uH < L <3.58480uH 
Point B：f=100khz，Iac=HL/N=4ma/cm×3.14cm/8=1.57mA 
Idc=HL/N=0ma/cm×3.14/8=0mA 
U的計算如上所述，可得： 
7.169605uH < L <143.392119uh。 
由PointA，通過(guò)上述計算得：0.27046uH < L <3.58480uH 
由PointB，通過(guò)上述計算得：7.169605uH在使用此測試方法時(shí)，還應注意以下幾點(diǎn)： 
a. 采用 PointA and PointB ，可以得到全面的訊息及準確的答案。但是因外界因素僅有一種測試方法可采用時(shí)，最好是能采用 PointA。 
b. 有特殊得采用 PointB，千萬(wàn)記得在測試前要加一個(gè)直流脈沖（H>1000ma/cm），使被測鐵芯飽和方可進(jìn)行下一步測試。 
c. 最好的測試條件是提供一額外的直流電流源。沒(méi)有的話(huà)，可采用帶直流選擇的測試儀器（HP4284A）來(lái)提供較小的直流電流來(lái)實(shí)現 PointA，準確度較差，應做適當的：直流電流較小，應提高u值上限。前提是感量計提供的直流電流足以使被測產(chǎn)品磁芯達到飽和。 
d. 繞線(xiàn)圈數的會(huì )減少測試方法的精度，圈數了電感量也就增大了。小的磁芯（外徑小于 12mm）及繞線(xiàn)圈數低于 10 可以得到穩定的測試結果。較大的磁芯及更多的繞線(xiàn)圈數進(jìn)一步的確認及。 
e. L-test 方法在應用時(shí)，設定測試參數還應根據產(chǎn)品規格的大小，原材料的成份及磁場(chǎng)強度的大小做適當的。切勿直接套用。 
綜合上述分析及 PointA and PointB，磁放大產(chǎn)品具有矩形磁滯曲線(xiàn)，磁材本身的超高導磁率限制了其測試方法及準確度。測出的電感量決大部分取決 AC 及 DC 振幅， L-testing 精準測試還存在許多難題。 容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持