用LCR表完美测试无线充电系统中的线圈
时间:2023-10-08 22:07:01
随着智能终端上新功能的不断增加,电池寿命已成为用户最头疼的问题之一。与便携式电源和电缆供电相比,无线充电技术因其方便性和多功能性而备受关注,成为市场上最好的解决方案之一。无线充电作为无线充电技术中最受欢迎的应用之一,需要提供更好的充电性能。
本指南对Keysight E4980A/AL 精密 LCR 如何表示无线充电系统中最常用的组件-线圈。
图 1. E4980A 精密 LCR 表
无线充电系统的线圈
今天使用的无线充电标准不止一种,但它们有一个共同的特点,即通常使用线圈 ( 或基于线圈的共振器 ) 产生电磁场和能量传输。典型的无线充电系统由发射单元和接收单元两部分组成,通过电感耦合可以实现发射机和接收机之间的功率和能量传输(图 2)。通常,发射线圈和驱动电路安装在充电座上,接收线圈和相关电路安装在智能电话等需要充电的装置中。功率传输效率是无线充电系统的关键指标。该指标受线圈之间的距离、电感寄生、线圈如何排列等诸多因素的影响。对于单线圈,在大多数情况下,设计阶段需要最低损耗(低 DCR)和寄生(高 Q)。发射机和接收机线圈的典型测试参数是 Ls(串联电感),Rs(串联电阻)和 DCR(直流电阻)。基于 WPC 标准线圈测试频率通常低于 1MHz。
E4980A/AL 精密 LCR 表是高达 2 MHz 组件测量行业的标准解决方案。该仪器因其高精度、可重复测量、宽阻抗范围和高测量速度而受到组件制造市场的广泛青睐。
图 2. 无线充电系统
高精度标准 DCR 测量
发射机线圈和接收机线圈 直流电阻会直接影响能量传输的电阻损耗,因此需要较低 DCR为了保证高功率传输效率,通常低至毫欧级。
DCR (直流电阻) 测量是E4980A/AL 精密 LCR 标的标配功能。 E4980A/AL 低到毫欧级的测量可以非常准确地测量 DCR 值。同时, E4980A/AL 支持低接触电阻夹具,如 16047E 夹具补偿功能。如果线圈的 DCR 是 100 毫欧,E4980A/AL 的 DCR 精度可达 5%左右意味着真值 95 毫欧到 105 毫欧之间。由于基于自动平衡电桥法,这种精度非常高LCR 表测量低 DCR 很难。
宽阻抗范围用于测量电感和稳定的小 ESR
微射机和接收机线圈的电感通常在微亨 μH 范围,测试在几十千赫兹的频率范围内进行。因此,阻抗范围从几毫欧到几欧。E4980A/AL LCR 表具有优异的宽阻抗范围性能 4 毫欧到 100 可以在毫欧之间保持 10% 以内 的精度(图 2),特别适用于无线充电系统线圈的测量。
电感等效串联电阻(ESR)满足低功耗要求也需要小而稳定。 E4980A/AL 为 ESR 测量提供了出色的测量稳定性(图 3)。
频率 赫兹
图 2. 10% 阻抗测量精度范围(测试信号) 1Vrms,MED 模式,电缆 0 米)
图 3. 低阻抗评估(E4980A, 1 毫欧 100K 赫兹 )
快速测量,提高产品良率
制造业主要关注提高产量和降低测试成本。E4980A/AL 具有快速测量功能,提高了设计和制造的测量效率。E4980A 测量速度如下:
- 短(SHORT)模式下,1 兆赫兹每点 5.6 毫秒
- 中(MED)模式下,1 兆赫兹每点 88 毫秒
- 长(LONG)模式下,1 兆赫兹每点 220 毫秒
大量测试夹具满足测试要求
E4980A/AL LCR表可以搭配20多种夹具,从材料到 SMD 各种元器件的评要求。16047 系列导线夹具测量低 DCR 和 ESR 引线线圈的最佳夹具。E4980A/AL 内置补偿功能最大限度地减少了测试夹具的影响