ESR e ESL de capacitores de DC-link

Sua tarefa

Os capacitores de DC-link são amplamente usados no estágio do inversor, onde a eletricidade CC é convertida de volta para CA. Em veículos elétricos, por exemplo, quando o transistor bipolar de porta isolada (IGBT) acoplado é desligado, é induzido um pico de tensão proporcional à indutância parasita. Portanto, a redução da indutância equivalente em série (ESL) do capacitor é importante para evitar danos por choque. Além disso, é desejável ter uma baixa resistência equivalente em série (ESR) para aumentar a eficiência do dispositivo e suprimir a dissipação de calor. A caracterização da baixa ESL e baixa ESR com um analisador de impedância é, portanto, crucial ao verificar o desempenho do capacitor na faixa de frequência de interesse. Essas medições definem o parâmetro de referência para o desenvolvimento de componentes no futuro.

A solução da Rohde & Schwarz

Uma configuração de vários instrumentos para caracterização de ESL e ESR inclui um medidor LCR e uma combinação de osciloscópio e gerador de sinais para derivar a ESL e a ESR da equação de impedância autorressonante em uma frequência fixa. O uso de um analisador de impedância com um dispositivo adequado simplifica a configuração e aprimora os recursos de medição, fornecendo uma compreensão das características de ESR e ESL para a frequência real de operação, não apenas para a frequência especificada no documento de especificações técnicas. Assim, tanto os fabricantes de capacitores de DC-link quanto os integradores podem reduzir seus riscos em um estágio inicial.

O analisador de impedância MFIA da Zurich Instruments, uma empresa da Rohde & Schwarz, é o instrumento perfeito para caracterizar capacitores de DC-link. Ele é capaz de realizar medições de impedância em uma ampla faixa, a partir de menos de 1 mΩ até 1 TΩ e além – e, graças à sua arquitetura inovadora, pode realizar essas medições muito rapidamente. O software de controle de instrumentos LabOne fornece acesso a um conjunto completo de ferramentas que inclui funções de varredura (sweeper), exibição em traços (plotter), osciloscópio (scope) e muitas outras ferramentas. O software possibilita o registro de vários parâmetros, como ESR, ESL, C e D, ao mesmo tempo.

Benefícios

• Integrado: um único instrumento permite a medição de ESR, ESL e vários outros parâmetros, como C ou D
• Precisão: a compensação de baixa impedância (Low-Z) do usuário alcança medições confiáveis e reproduzíveis em uma faixa inferior aos mΩ
• Intuitivo: com a interface de usuário do LabOne, vários traços podem ser visualizados no mesmo gráfico graças à função plotter no domínio do tempo e à ferramenta de varredura no domínio da frequência
• Abrangente: a espectroscopia de impedância fornece mais informações do que uma solução de frequência fixa
• Comparativo: as funções de exportação e reimportação de traços de medição podem ser usadas para estudar os efeitos do envelhecimento dos seus componentes ou verificar a reprodutibilidade da medição, por exemplo

Por que escolher a solução da Rohde & Schwarz?

• Inclui um consultor de compensação que permite que o plano de medição seja definido no conector do dispositivo com base em um procedimento de compensação de carga curta
• Permite um parâmetro de medição tão baixo quanto 10 pH e 10 μΩ em uma faixa de frequência de 100 Hz a 5 MHz
• Exibição no local de vários valores e traços determinados automaticamente a partir dos circuitos equivalentes integrados, graças à ferramenta de exibição de traços (plotter) e de varredura do LabOne
• Permite o controle remoto completo da interface de programação de aplicações (API) para integração em configurações de produção ou ambientes de laboratório complexos
• Melhora a rastreabilidade usando arquivos de configuração de compensação e instrumentos exclusivos
• Obtém alta confiabilidade e reprodutibilidade graças a um adaptador bem definido de baixa indutância equivalente em série

Resumo

O analisador de impedância MFIA da Zurich Instruments pode ser usado para medir a ESR e a ESL de capacitores de DC-link em uma ampla faixa de frequência, não apenas em frequências fixas. Isso permite que fabricantes e integradores confirmem as especificações rapidamente e em um estágio inicial para reduzir os riscos de design. Para testes de linha de produção, o controle da interface de programação de aplicações permite reduzir a complexidade, facilitando a integração do MFIA à sua configuração para testes.

O MFIA é um instrumento versátil com muitos modos diferentes de medição de impedância para caracterizar os principais aspectos dos seus componentes, como os efeitos do envelhecimento. Para obter mais informações, entre em contato para agendar uma demonstração.