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E4980AL LCR電橋變壓器低頻線圈測試應用指南

日期：2016-11-21瀏覽：6200次

是德科技KEYSIGHT安捷倫E4980AL LCR電橋變壓器低頻線圈測試應用指南

變壓器和低頻線圈可應用在電源、數字網絡 (例如 ADSL)及各種通信儀器中，用以提高 (或降低)交流電壓、進行阻抗轉換或者濾波。盡管變壓器產量在逐年增加，但由于在測試不同變壓器參數時需要使用多個測量儀器和設置，質量保證測試效率與生產測試效率并未得到大的改善。本應用指南介紹了幾種使用KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋經濟的變壓器參數測量解決方案。

簡介
變壓器/低頻線圈需要測量的主要參數包括自感、直流電阻、匝數比和繞組間的電容。傳統低成本 LCR 表在測量變壓器/低頻線圈時存在以下缺陷。
1. 傳統 LCR 表無法測量初級和次級線圈的直流電阻。 (直流電阻測量要求使用獨立的測試儀，例如萬用表。 )
2. 傳統 LCR 表無法測量作為變壓器主要參數之一的匝數比。
3. 許多低成本 LCR 表的測量頻率無法達到 100 kHz 的頻率，因而不能在 100 kHz頻率上測量變壓器的參數。
4. 測試信號電平是根據測量范圍自動選擇的，用戶不能將其設定義在某個特定電平上。
5. 由于測量速度偏低，低成本 LCR 表無法實現生產線總體測試效率的zui大化。
6. 測量初級和次級線圈參數時須改變變壓器與儀器 (測試夾具) 之間的連接，這會影響測量效率。

變壓器/低頻線圈測量當前面臨的問題
1. 直流電阻測量能力
通過向被測件交替施加交流信號與直流信號，配有選件 001 (N/M/DCR測量能力)的KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋可以連續進行自感和直流電阻 (Rdc)測量 (如圖 1所示)。 KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋的直流電阻測量范圍有 1 mΩ ~ 100 MΩ之寬，適用于測量變壓器線圈的小電阻，其zui低分辨率為 0.01 mΩ。 N/M/DCR測量功能無需使用獨立的萬用表及其他測量步驟，因而能夠提高測試效率。
2. 匝數比和互感測量能力
配有選件 001的KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋具有匝數比和互感測量能力。通過測量初級和次級線圈的電壓比，可獲得 0.9000 ~ 200.00范圍的匝數比 (N)測量值。圖 2 顯示了在 N 測量模式中的內部電壓表和選擇器開關 (4263B 的*功能) 配置。使用圖 3所示的變壓器連接可測量 1 μH ~ 100 H范圍內的互感 (M)。根據圖中所示的等式 (V 2 = jωMI 1)，通過初級線圈的電流與次級電壓比的測量可得到互感值。通過互感測量值前面的加號/減號能夠獲知線圈方向 (同相或反相連接)。 M 測量和 N 測量的組合適用于測試以通用脈沖變壓器技術指標為基礎的變壓器參數。
3. 測量頻率范圍寬
KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋覆蓋 100 Hz、 120 Hz、 1 kHz、 10 kHz 和 100 kHz 等 5 個測試頻率，這是在低頻范圍內測量變壓器和 LCR 元器件的zui常用頻率。因此， 4263B 可以根據 IEC 1007 和 JIS C 6435 標準在 1 kHz 上進行變壓器參數測試。此外，測量開關模式電源所用的變壓器時， 4263B 可在 100 kHz (接近該變壓器的實際工作頻率) 上測量泄露電感和跨繞線電容。
4. 靈活設置并監測測試信號的電平
可變測試信號電平設置 (20 mV ~ 1V rms， 5 mV rms 步進) 和信號電平監測功能允許您在測試信號電壓或電流條件下測試變壓器，并且在規定的測試信號條件中測量變壓器參數。因此，即使變壓器特性與測試信號電平相關， 4263B 也能夠得到一致的測量數據。

5. 高速測量
4263B 能夠執行高速測量以提升測試效率。短積分時間模式下，即便zui低頻率為 100 Hz，測量時間也只有 25 ms。 4263B 還具有可以提升測試效率、可靠性和系統集成簡便性的以下特性:
內置高/中/低功耗比較器
機械手接口
GPIB 接口
快速檢查被測器件連接狀態的功能 (≤ 5 ms)
觸發延遲功能 (在 0 ~ 9.999 秒之間可變)
非易失性存儲器可以保存/調用多達 10 種測量設置
圖3. 互感(M)測量
圖1. L- DCR測量
圖2. 匝數比(N)測量
6. Agilent 16060A 變壓器測試夾具
16060A 變壓器測試夾具能夠進一步提高變壓器測量效率。 16060A 支持在不改變變壓器與測試夾具終端之間連接的情況下測量次級線圈的電感和直流電阻。通過手動操作 16060A 的選擇器開關，您可以實現初級和次級線圈之間的快速切換。圖 4 的電路圖顯示了 16060A 如何簡化變壓器測量。圖 5 顯示了一個使用 16060A 和 4263B (配有選件 001) 的變壓器測量設置實例。
圖 4. 16060A 變壓器測試夾具原理圖
圖 5. 使用 16060A 測量變壓器
16060A 變壓器

Agilent KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋可提供寬頻率范圍、靈活的測試信號與高測量速度。
安裝選件 001后，可以成為綜合的直流電阻、匝數比和互感測量解決方案。這個的測量解決方案能夠滿足您測量變壓器/低頻線圈的需求。

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