利用LCR表測試無線充電系統(tǒng)中的線圈

– 寬阻抗范圍用來表征電感和質(zhì)量因數(shù)

– 高精度 DCR 測量

– 制造環(huán)節(jié)快速測量

– 大量夾具可供選擇

智能終端上不斷增加新功能，電池壽命成為用戶最頭痛的問題之一。相比便攜式電源和電纜供電而言，無線充電技術(shù)因其方便性和多功能性獲得了很大的關(guān)注，從而成為市場最佳解決方案之一。作為無線充電技術(shù)中一種最流行的應(yīng)用，無線設(shè)備由于操作時(shí)間長，因而需要提供更好的充電性能。

接下來安泰測試Agitek對Keysight E4980A/AL精密 LCR 表如何表征無線充電系統(tǒng)中最常用的組件——線圈進(jìn)行說明。

圖 1. E4980A 精密 LCR 表

無線充電系統(tǒng)的線圈

當(dāng)今在用的無線充電標(biāo)準(zhǔn)不只一種，但它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是一般都采用線圈 ( 或基于線圈的共振器 ) 來產(chǎn)生電磁場，以及進(jìn)行能量傳輸。典型的無線充電系統(tǒng)由兩部分組成：發(fā)射單元和接收單元，功率和能量傳輸可以通過電感耦合，在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間實(shí)現(xiàn)（圖 2）。通常情況下，發(fā)射線圈和驅(qū)動(dòng)電路安裝在充電座上，而接收線圈和相關(guān)電路則內(nèi)置于需要充電的裝置內(nèi)，如智能電話等。功率傳輸效率是無線充電系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)。這個(gè)指標(biāo)受許多因素影響，比如線圈之間的距離，電感寄生，線圈如何排列等。對單一的線圈而言，在大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)階段需要最低的損耗（低 DCR）和寄生（高 Q）。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)線圈的典型測試參數(shù)為 Ls（串聯(lián)電感），Rs（串聯(lián)電阻）和 DCR（直流電阻）?；?WPC 標(biāo)準(zhǔn)的線圈測試頻率通常低于 1MHz。

E4980A/AL 精密 LCR 表是高達(dá) 2 MHz 的元器件的測量行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。該儀表因其高精確度和可重復(fù)的測量、寬阻抗范圍和高測量速度而廣受元器件制造市場的青睞。

圖 2. 無線充電系統(tǒng)

高精度的標(biāo)準(zhǔn) DCR 測量

發(fā)射機(jī)線圈和接收機(jī)線圈的直流電阻會(huì)直接影響能量傳輸?shù)碾娮钃p耗，因此需要低 DCR（通常低到毫歐級）來確保高功率傳輸效率。

DCR （直流電阻） 測量是 E4980A/AL 精密 LCR 表的標(biāo)配功能。 E4980A/AL 能非常精確地測量低到毫歐級的 DCR 值。同時(shí)， E4980A/AL 支持低接觸電阻夾具，如 16047E 和夾具補(bǔ)償功能。如果線圈的 DCR 是 100 毫歐，E4980A/AL 的 DCR 精度可達(dá) 5%，意味著真值在大約 95 毫歐到 105 毫歐之間。這種精度是非常高的，因?yàn)榛谧詣?dòng)平衡電橋法的LCR 表測量低 DCR 的難度很大。

寬阻抗范圍用于測量電感和穩(wěn)定的小 ESR發(fā)射機(jī)和接收機(jī)線圈的電感通常在微亨 μH 范圍，測試在幾十千赫茲的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行。因此，阻抗范圍從幾毫歐到幾歐。E4980A/AL LCR 表具有優(yōu)異的寬阻抗范圍性能，在 4 毫歐到 100 毫歐之間可保持 10% 以內(nèi) 的精度（圖 2），特別適合于無線充電系統(tǒng)線圈的測量。

電感的等效串聯(lián)電阻（ESR）也需小而穩(wěn)定，以滿足低功耗要求。 E4980A/AL 為 ESR 測量提供了出色的測量穩(wěn)定性（圖 3）。

頻率 赫茲

圖 2. 10% 阻抗測量精度范圍（測試信號(hào) 1Vrms，MED 模式，電纜 0 米）

圖 3. 低阻抗評估（E4980A， 1 毫歐 100K 赫茲 ）

快速測量，提高產(chǎn)品良率

制造業(yè)主要關(guān)心的是提高產(chǎn)量，降低測試成本。E4980A/AL 具有快速測量功能，提高了設(shè)計(jì)和制造的測量效率。E4980A 的測量速度如下：

短（SHORT）模式下，1 兆赫茲每點(diǎn) 5.6 毫秒

中（MED）模式下，1 兆赫茲每點(diǎn) 88 毫秒

長（LONG）模式下，1 兆赫茲每點(diǎn) 220 毫秒

大量測試夾具滿足測試需求

E4980A/AL LCR表 可搭配二十多種夾具，來滿足從材料到 SMD 元器件的各種評估需求。16047 系列引線式夾具是測量低 DCR 和 ESR 引線式線圈的最佳夾具。此外，E4980A/AL 內(nèi)置的補(bǔ)償功能最大限度地減少了測試夾具的影響。西安安泰測試Agitek為您提供選型、維修、銷售和技術(shù)支持等一站式服務(wù)，如果您想了解更多產(chǎn)品及應(yīng)用，歡迎訪問安泰測試網(wǎng)。

審核編輯：湯梓紅