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파워 아날라이저를 이용한 코일의 직류전류 중첩시험 (PW8001,PW6001,CT6841A)

  파워 아날라이저를 이용한 코일의 직류전류 중첩시험 (PW8001,PW6001,CT6841A) [9.7 MB]

요약

자세한 내용은 첨부된 PDF파일을 참조하십시오. 

 

파워 아날라이저를 이용해 대전류화된 코일의 직류전류 중첩시험(DC전류 바이어스 시험)을 고정확도로 실시할 수 있는 것을 증명했습니다. 

 

대상 

초크 코일, 리액터, 차량용 파워 인덕터, DC-DC컨버터 등의 연구 개발, 생산 검사 

 

시장의 동향 : 코일의 동적 특성시험의 니즈가 높아지고 있다 

EV나 인버터 가전 등 파워 일렉트로닉스가 발전함에 따라 고전압, 대전류에서 사용되는 전자부품이 증가하고 있습니다.

또한 장기간에 걸친 품질을 보증하기 위해 운행 시 전압과 전류값에 의한 동적 전기특성시험에 대한 니즈가 높아지고 있습니다.

 

코일의 직류전류 중첩시험
 

 

과제: DC전류 바이어스 시험의 과제 

코일의 직류전류 중첩시험（DC전류 바이어스 시험）은 직류전원과 LCR미터, 보호용회로로 구성됩니다（그림1）. 시험은 직류전원의 전류를 스윕시키면서 LCR미터로 인덕턴스값을 기록합니다. 기록한 데이터를 가지고 'L-I 특성 그래프'를 그려냅니다（그림2）. 보호용회로는 직류전원에서 발생시키는 최대 전류와 측정주파수 등으로 계측기 제조사가 준비한 것 혹은 요구 사양에 맞춰 제작합니다. 직류전류 중첩시험 시스템을 취급하는 제조사도 있으나 200A에서 300A가 최대로, 그 이상의 전류값은 시험이 불가능합니다.

 

코일의 직류전류 중첩시험에서는 다음과 같은 과제가 있습니다.

 

・　최대 전류와 주파수의 제한이 있기 때문에 한번 구입하거나 제작한 보호용회로를 사용할 수 없는 경우가 있다

・　시판되는 직류전류 중첩시험 시스템은 200A에서 300A가 최대로, 그 이상의 전류값은 시험이 불가능하다

 

직류전류 중첩시험 시스템
 

직류전류 바이어스 시험기와의 비교 

4 mH 리액터를 준비해（그림3）, Wayne Kerr 사의 직류 바이어스 시험 세트로 측정주파수를 1 kHz, 0 A에서 30 A까지 인덕턴스값을 기록했습니다. 또한 동시에 히오키 파워 아날라이저 PW6001을 사용해 바이어스 장치의 DC에 중첩된 LCR미터의 측정 AC전압과 측정AC전류의 값과 위상각 계측값으로부터 인덕턴스값을 구하는 연산식을 내부에 설정해 인덕턴스값을 측정했습니다（그림4）（그림5）. 

 


 

 

사용기기

파워 아날라이저 PW6001 (←클릭)

커런트 프로브 CT6841A (←클릭)

직류전류 바이어스 시험 세트 3260B+3265B Wayne Kerr




3260B의 측정조건은 CV 1V , f=1kHz로 설정했으므로 계산상은 0.04A의 측정 전류입니다. 이 미세한 교류전류를 커런트 프로브와 PW6001 조합으로 고정밀도로 측정한 결과, 3260B와 PW6001의 인덕턴스값이 일치하는 것이 증명되었습니다.

파워 아날라이저와 바이폴라 전원의 직류전류 바이어스 시험
Wayne Kerr 사의 직류 바이어스 시험 세트가 없는 상황에서는 직류와 교류가 출력되는 전원을 사용해 PW6001로 직류전류 바이어스 시험을 실시합니다. 이번에는 KIKUSUI 사의 바이폴라 전원 PBZ20-20 에서 1A에서 20A까지 DC전류와, 측정용 신호로써 0.2A, 1kHz의 AC전류를 중첩시켜서, 동일하게 파워 아날라이저 PW6001의 연산기능을 통해 인덕턴스값을 계산했습니다.（그림7）（그림8）









'PW6001_2'가 바이폴라 전원과 PW6001의 조합으로 계측한 데이터입니다. 거의 3620B와 데이터가 일치했습니다.
파워 아날라이저 PW6001을 사용한 직류전류 바이어스 시험이, 직류전원과 LCR미터를 이용한 기존의 시험방법을 대체할 수 있다는 것이 증명되었습니다.


정리
리액터 측정 시 PW6001의 계측화면을 그림11에 나타냈습니다. PW6001은 1kHz ~  50kHz 의 주파수범위에서 전압 ±0.1% rdg ±0.05% f.s.　전류 ±0.1% rdg ±0.05% f.s. 전류 센서 ±0.5% rdg ±0.02% f.s.（전류 정확도에 가산）위상차  ±0.4°의 고정확도로 측정할 수 있어, 직류전류 중첩시험과 같은 고전류 측정환경에서도 고정확도 코일 인덕턴스 측정이 가능합니다.



자세한 내용은 첨부된 PDF파일을 참조하십시오.