詳細(xì)介紹磁放大磁芯的測試方法

    磁放大在電源上工作時，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常出現(xiàn)輸出電壓偏高或偏低等。 
具體分析：從大多數(shù)不良品來看，我們可以從如下幾點來分析：
(1) 此類電感器圈數(shù)很少，不會圈數(shù)而出問題，那就可以確定是磁芯存在問題，具體為磁芯的磁通密度 (B)。 
若 B 偏下限時，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(fù)載時電壓下降） 
b. 磁滯回線 B(H) 矩形比（避免全載時電壓下降） 
(2) 在制程中導(dǎo)致此問題的原因如下： 
a. 繞線時，外殼對內(nèi)部的帶材有個擠壓的應(yīng)力，會導(dǎo)致帶材的破損及斷裂。
b. 在組裝外殼的時候會導(dǎo)致殼體與帶材間的擠壓，從而導(dǎo)致?lián)p壞等。
c. 帶材在圈繞的時候，松緊度及首尾的重疊（也說圈繞的圈數(shù)會多點）。 
d. 最惡劣的用料錯誤（帶材的材質(zhì)），此項產(chǎn)生的機(jī)率很低很低。
e. 作業(yè)員把不良品（被摔過的，如摔在地上或被外力施壓過）流入下一站位等等。 
之前的對策為：
a. 供應(yīng)商在做每個機(jī)種試驗時都需向客戶借一臺電源，進(jìn)行 100% 動態(tài)測試,測試規(guī)格會在 SCD 注明（例如：動態(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。 
此方案不管是對廠商或客戶都會帶來人力及時間的浪費，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，制造商不能接受，目前供應(yīng)商都有此儀器。 
c. 如嘗試用 LCR meter 來測試的話，測出的結(jié)果不明顯，良品與不良品很難區(qū)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，請他們務(wù)必其規(guī)格生產(chǎn)，各項參數(shù)在成形之前需考慮到繞線時受到的影響。換句話說也請磁芯的原廠保證出貨品在繞完線后依然 OK。 
此項要求對目前的技術(shù)上及生產(chǎn)成本來講都是很大的挑戰(zhàn)! 
目前研究對策：
(1) 在制造商端，對其繞線時使用的力度管控
(2) 通過此研究力求在靜態(tài)測試的時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)料檢驗的時候應(yīng)對來料磁芯的外殼受力做測試，計算公式如下： 
機(jī)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(nèi)部直徑 (mm) 
h：外殼的高度 (mm) 
b. 在制程中應(yīng)注意其繞線及固定磁芯的方式： 
c. Amorphous core在受到外界機(jī)械力會導(dǎo)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(yīng)在起始測試下為飽和或預(yù)先施加一短暫的直流脈沖使其飽和，然后在剩磁點檢測。 
注： 
Point A：檢測出繞線時機(jī)械應(yīng)力或外力導(dǎo)致鐵心損壞。(u>200) 
Point B：檢測出磁滯曲線的矩形比(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：磁場強(qiáng)度 (H)，單位：mA/cm。
磁路長度 (Lfe)，單位：cm 。 
計算磁導(dǎo)率 (u) 公式： 
u=79.6×L×Lfe/N2×Afe 式中：電感 (L)，單位：uH。 繞線匝數(shù) (N)。有效面積 (Afe)，單位：cm2。 
下面以 R21A56-0001I (L205) 為例演變過程如下：
磁芯尺寸：12mm×8mm×4.2mm 
各項參數(shù)：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(jié)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，通過上述計算得：0.27046uH < L <3.58480uH 
由PointB，通過上述計算得：7.169605uH在使用此測試方法時，還應(yīng)注意以下幾點： 
a. 采用 PointA and PointB ，可以得到全面的訊息及準(zhǔn)確的答案。但是因外界因素僅有一種測試方法可采用時，最好是能采用 PointA。 
b. 有特殊得采用 PointB，千萬記得在測試前要加一個直流脈沖（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。沒有的話，可采用帶直流選擇的測試儀器（HP4284A）來提供較小的直流電流來實現(xiàn) PointA，準(zhǔn)確度較差，應(yīng)做適當(dāng)?shù)?img src="/image/wz/tiaozheng.jpg" />：直流電流較小，應(yīng)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(dá)到飽和。 
d. 繞線圈數(shù)的會減少測試方法的精度，圈數(shù)了電感量也就增大了。小的磁芯（外徑小于 12mm）及繞線圈數(shù)低于 10 可以得到穩(wěn)定的測試結(jié)果。較大的磁芯及更多的繞線圈數(shù)進(jìn)一步的確認(rèn)及。 
e. L-test 方法在應(yīng)用時，設(shè)定測試參數(shù)還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格的大小，原材料的成份及磁場強(qiáng)度的大小做適當(dāng)?shù)?img src="/image/wz/tiaozheng.jpg" />。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，磁材本身的超高導(dǎo)磁率限制了其測試方法及準(zhǔn)確度。測出的電感量決大部分取決 AC 及 DC 振幅， L-testing 精準(zhǔn)測試還存在許多難題。 容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持