功率電感的小型化趨勢(shì)

電子產(chǎn)品追求輕薄短小的腳步從未停歇，另一方面在節(jié)能低功耗需求下IC的工作條件就逐步轉(zhuǎn)為低壓大電流方式，衍生很多IC近端的小型POL電源需求，甚至在IC內(nèi)部建置POL回路。 而這些使用的功率電感就有不斷的小型化與低漏磁需求，帶動(dòng)使用奈米等級(jí)金屬磁粉為主的壓模電感成為此類(lèi)功率電感的主流。

為何需要使用高頻測(cè)試?

高頻小型化的功率電感多為金屬壓模式電感，導(dǎo)磁金屬粉末表面大都處理氧化層來(lái)降低高頻交流帶來(lái)的渦流損失來(lái)提高可使用頻域，降低損失及溫升，但一般使用者 是無(wú)法從外觀知道磁材的顆粒大小與經(jīng)過(guò)壓模燒結(jié)后氧化層是否完好，傳統(tǒng)依電感標(biāo)稱(chēng)頻率測(cè)試感值與Q值，因高頻小型化電感阻抗?fàn)顟B(tài)低，Q值多被探針 接觸電阻所左右，故提高測(cè)試頻率進(jìn)而提高感抗以降低探針接觸電阻之影響，可提升磁材異常與線材絕緣異常的檢出率，此方法為主要一線生產(chǎn)廠商所采用。 除原始磁材不良(金屬顆粒大/鐵氧層不良)外，層間耐壓測(cè)試后局部鐵氧層破壞或線圈漆包破損與磁材直接接觸都會(huì)造成Q值降低，在后續(xù)使用容易因損失大 產(chǎn)生轉(zhuǎn)換效率降低，過(guò)熱甚至燒毀的品質(zhì)議題。

電感在高頻的等效電路與Ls與Q的關(guān)系式如(圖一)，一般業(yè)界若以接近電感自振頻率(SRF)之Ls 在檢測(cè)前述品質(zhì)異常，實(shí)質(zhì)上是在檢測(cè)其Q值是否 低下。 一般正常品在SRF 附近Ls 因寄生容量關(guān)系較高，異常品則受損失過(guò)大所累Q值低下，表象Ls 也偏低，然而因阻抗?fàn)顟B(tài)低，若僅以標(biāo)稱(chēng)頻率測(cè)試，常因探針 接觸電阻影響Q值而導(dǎo)致不易分辨，若以遠(yuǎn)高于工作頻率之頻率測(cè)試即顯著可提高檢出率。

▲ 圖一、 電感在高頻的等效電路與Ls與Q的關(guān)系式		▲ 圖二、 取樣品實(shí)測(cè)兩個(gè)曲線說(shuō)明

解決方案 : Chroma 11090-030 射頻LCR 表 + A110901 SMD測(cè)試治具

Chroma 11090-030 射頻LCR表為一提供貼片電感及射頻濾波器等被動(dòng)元件高頻量測(cè)評(píng)估解決方案。 100kHz開(kāi)始的測(cè)試頻率涵蓋了一般功率電感測(cè)試標(biāo)稱(chēng)頻率范圍(一般的RF LCR Meter 無(wú)法達(dá)到)，其高達(dá)300MHz的測(cè)試頻率，對(duì)于POL或一般小型DC-DC Converter之電感元件，不僅滿(mǎn)足日益增高的 標(biāo)稱(chēng)頻率測(cè)試外，更可滿(mǎn)足需要于超高頻檢測(cè)才能測(cè)出之品質(zhì)異常。 此外，同樣能滿(mǎn)足如EMI-Filter、Ferrite Bead等慣用的100MHz阻抗測(cè)試需求。 11090-030采用RF-IV 測(cè)量方法量測(cè)待測(cè)物(DUT) 的電壓和電流，與一般網(wǎng)絡(luò)分析儀相比，更能夠在較寬的阻抗范圍內(nèi)進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量，其優(yōu)勢(shì)在于可測(cè)量 的電感值非常小，約為數(shù)個(gè)nH (圖二)。 在自動(dòng)化生產(chǎn)檢測(cè)上若如前述需多點(diǎn)測(cè)試頻率，Chroma 11090-030 高達(dá)0.5mS/點(diǎn)的測(cè)試速度也可在數(shù)mS 內(nèi)完成提升設(shè)備產(chǎn)出。

此外，Chroma 11090-030射頻LCR表更兼具了完善的觸控螢?zāi)唤槊媾渲?、測(cè)試訊號(hào)監(jiān)測(cè)功能以及對(duì)于手動(dòng)測(cè)量，提供開(kāi)路/短路/負(fù)載校正套件的特色，加上采用符合多種小型SMD的A110901 SMD測(cè)試治具(專(zhuān)利M681245)，其改進(jìn)的下壓方式可旋轉(zhuǎn)90度并僅需三個(gè)步驟來(lái)更換待測(cè)物(實(shí)際測(cè)試約40秒)，減少負(fù)載加載時(shí)間。 不論是高頻電感、 LCR 元件(EMI-Filter, Ferrite Bead等)及其他被動(dòng)元件等產(chǎn)品特性研發(fā)分析、 自動(dòng)化產(chǎn)線快速測(cè)試或是各式零件進(jìn)出料管理，皆為完善的測(cè)試解決方案。

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