發布時間： 2024-03-22 瀏覽次數: 作者：卓定科技
功率電感的小型化趨勢
電子產品追求輕薄短小的腳步從未停歇，另一方面在節能低功耗需求下IC的工作條件就逐步轉為低壓大電流方式，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，帶動使用奈米等級金屬磁粉為主的壓模電感成為此類功率電感的主流。
為何需要使用高頻測試?
高頻小型化的功率電感多為金屬壓模式電感，導磁金屬粉末表面大都處理氧化層來降低高頻交流帶來的渦流損失來提高可使用頻域，降低損失及溫升，但一般使用者 是無法從外觀知道磁材的顆粒大小與經過壓模燒結后氧化層是否完好，傳統依電感標稱頻率測試感值與Q值，因高頻小型化電感阻抗狀態低，Q值多被探針 接觸電阻所左右，故提高測試頻率進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造成Q值降低，在后續使用容易因損失大 產生轉換效率降低，過熱甚至燒毀的品質議題。
電感在高頻的等效電路與Ls與Q的關系式如(圖一)，一般業界若以接近電感自振頻率(SRF)之Ls 在檢測前述品質異常，實質上是在檢測其Q值是否 低下。 一般正常品在SRF 附近Ls 因寄生容量關系較高，異常品則受損失過大所累Q值低下，表象Ls 也偏低，然而因阻抗狀態低，若僅以標稱頻率測試，常因探針 接觸電阻影響Q值而導致不易分辨，若以遠高于工作頻率之頻率測試即顯著可提高檢出率。
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| ▲ 圖一、 電感在高頻的等效電路與Ls與Q的關系式 | ▲ 圖二、 取樣品實測兩個曲線說明 |
解決方案 : Chroma 11090-030 射頻LCR 表 + A110901 SMD測試治具
Chroma 11090-030 射頻LCR表為一提供貼片電感及射頻濾波器等被動元件高頻量測評估解決方案。 100kHz開始的測試頻率涵蓋了一般功率電感測試標稱頻率范圍(一般的RF LCR Meter 無法達到)，其高達300MHz的測試頻率，對于POL或一般小型DC-DC Converter之電感元件，不僅滿足日益增高的 標稱頻率測試外，更可滿足需要于超高頻檢測才能測出之品質異常。 此外，同樣能滿足如EMI-Filter、Ferrite Bead等慣用的100MHz阻抗測試需求。 11090-030采用RF-IV 測量方法量測待測物(DUT) 的電壓和電流，與一般網絡分析儀相比，更能夠在較寬的阻抗范圍內進行更準確的測量，其優勢在于可測量 的電感值非常小，約為數個nH (圖二)。 在自動化生產檢測上若如前述需多點測試頻率，Chroma 11090-030 高達0.5mS/點的測試速度也可在數mS 內完成提升設備產出。
此外，Chroma 11090-030射頻LCR表更兼具了完善的觸控螢幕介面配置、測試訊號監測功能以及對于手動測量，提供開路/短路/負載校正套件的特色，加上采用符合多種小型SMD的A110901 SMD測試治具(專利M681245)，其改進的下壓方式可旋轉90度并僅需三個步驟來更換待測物(實際測試約40秒)，減少負載加載時間。 不論是高頻電感、 LCR 元件(EMI-Filter, Ferrite Bead等)及其他被動元件等產品特性研發分析、 自動化產線快速測試或是各式零件進出料管理，皆為完善的測試解決方案。
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