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直流支撑电容器的ESR和ESL

相关产品: MFIAMF-IA

应用说明

直流支撑电容器被广泛的应用于逆变器电路中。例如,在电动汽车上,当耦合的绝缘栅双极晶体管(IGBT)关闭时,会感应产生与寄生电感成比例的电压尖峰。因此,减小电容器的等效串联电感(ESL)对于防止电击穿损坏至关重要。此外,低的等效串联电阻(ESR)也可提高装置效率并抑制散热。因此,使用阻抗分析仪表征低ESL和低ESR,是验证电容器在不同频率性能的重要步骤。反过来说,此测量也为未来开发新的元件树立了基准。

测量策略

Impedance measurement of a DC-link capacitor with the Zurich Instruments MFIA Impedance Analyzer

图1:使用MFIA阻抗分析仪和定制的低ESL夹具测量直流支撑电容器的示意图。

传统的表征ESL和ESR的手段较为繁琐,包括多台仪器,比如LCR仪表,用于测量低频电容;以及示波器和信号发生器的组合,用于根据自谐振阻抗方程计算出ESL和ESR。由于检测装置中存在高寄生阻抗(源自电缆,连接器,分流电阻等),此技术受限在固定频率,并且ESL测量精度较低。

我们可以将阻抗分析仪与合适的夹具一起使用来简化设置(图1)并增强测量能力。MFIA阻抗分析仪包括智能补偿程序,该程序可基于短路-负载补偿,将测量夹具重新定义为测量平面。通过使用与被测器件接口相匹配的4端子夹具,MFIA可以在100 Hz至5 MHz的频率范围内实现低至10 pH和10 μOhm基线(图2)。如此低的基线意味着可以在整个工作频率范围内可靠地测量来自器件的ESR和ESL。除此之外,您还可以使用LabOne®参数扫描仪和内置的等效电路模型,获得器件在不同频率下的电容变化。因为MFIA具有极高的阻抗和频率分辨率,MFIA甚至可以明显地分辨出器件中或许存在的多个谐振峰。

ESL and ESR measurements of DC-link capacitors

图2:低成本(蓝色曲线)和高性能(红色曲线)直流支撑电容器的ESL和ESR测量结果。图中绿色代表基线。

选择苏黎世仪器的优势

  • 单个仪器即可完成低ESL和ESR的测量。
  • 通过智能用户补偿,实现可靠且可重复的低ESL和ESR测量。
  • 借助时域的绘图仪工具和频域的扫描仪模块,直观的在同一图中显示多个参数迹线。
  • LabOne扫描仪可帮您将测量值与历史数据进行比较。
  • 使用独特的仪器和补偿设置文件来提高测量的可追溯性。

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视频

MFIA阻抗分析仪概述

MFIA Impedance Analyzer Overview

什么是优秀的阻抗分析仪?

What makes a great Impedance Analyzer?
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