Page 50 - 智慧家庭：為什麼‘Matter’很重要？

DESIGN IDEAS
與其他測量方法的區別
最近，有一些刊物中詳細闡述 了IGBT脈衝產生器和基於閘流體 的系統之間如何區別，聲稱IGBT 系統的關斷能力使其更加優越。關 於脈衝產生和DUT飽和的基本物 理原理，實際上差別不大。為了瞭 解這一點，只需將圖2中的SCR二 極體組合替換為IGBT即可——它 們基本上是相同的。兩種系統都 將電能儲存在電容器組，並透過 某種開關(IGBT或閘流體)將DUT 連接到電能儲存系統。因此，這兩 個系統中都創建了一個帶有非線性 電感器的臨時諧振電路。
表2:基於IGBT的脈衝產生器與基於SCR閘流體的脈衝產生器比較。
然而，基於IGBT的系統通常 會在電感器完全飽和之前關閉， 從而防止IGBT受到大突波電流破 壞。這就是使用基於IGBT的脈衝 產生器需要指定脈衝寬度的原因。 圖3是使用Bs&T閘流體脈衝系統 進行的測量。跟隨電流波形直到電 感尚未飽和，兩個系統的結果大致 相同。然後，基於IGBT的系統將在 定義的脈衝寬度後關閉——最好 是在飽和前不久——而基於閘流 體的系統則可以保持開啟。
一般來說，基於IGBT的系統 問題可歸結為IGBT處理低突波電 流的能力，這需要在測量開始時定 義脈衝寬度。針對基於SCR閘流體 的系統，這就不是必要的了。使用 者只需要定義放電電壓/能量，就 可以在測量波形中看到從去飽和 到飽和的過渡期(見圖3)。因此， 在最壞情況下還可以測量最大脈 衝寬度(可以在飽和之前將其施加 到測試樣本上)，就不需要定義脈 衝寬度。
• 測量期間在整個DUT兩端的 電壓反轉;
就所測得的電壓和電流波形 而言，在發生飽和的時刻，並沒有 大的差別。但是，針對基於IGBT的 系統，為了防止IGBT受到突波電流 破壞，操作人員需要提前定義一些 脈衝寬度。基於SCR閘流體的系統 不會發生這個問題，因為SCR具有 比IGBT更高許多的突波電流處理 能力。因此，在所剩的時間——這 不一定與實際電感測量相關——電 容器將透過DUT放電以產生幾次
總結
結論
從Bs&T脈衝產生器設計可 知，強大的SCR閘流體脈衝產生 器可設計用於測試電感器的飽和 特性及其功率損耗。此外，雙極電 流驅動可提供雙向飽和-去飽和轉 換，從而提供更真實的AC環境，這 是任何其他方法都無法實現的。因 此，這種基於SCR閘流體的脈衝產 生器可說是針對電力電子產業廣 泛應用的獨特工具。
48 www.edntaiwan.com
飽和-去飽和轉移，這有助於確定 電感在極端或故障條件下的特性。 此外，DUT的損耗可以透過阻尼曲 線加以確定，這是其他脈衝系統無 法實現的。因此，與基於IGBT的脈 衝產生器相較，使用SCR閘流體的 系統進行此單一測量可以獲得更多 的資訊。表2給出了比較。
• DUT的雙極性(正極與負極)電 流驅動;
針對使用Bs&T SCR脈衝產生 器測量電感元件特性而言，其優勢 可總結如下:
• 1A至10kA或以上的較高電 流範圍;
• 施加到DUT的可調電壓範圍 為40V至1,200V或更高;
• 飽和時電感器特性的檔案(最 壞情況案例研究);
• 脈衝能量可調，從毫焦耳到千 焦耳或以上;
• 無需在測量前定義任何脈衝 寬 度;
• 可靠的功率損耗測量，無熱 應 力;
• 交流(AC)電阻測量;
• 為DUT提供高達數兆伏安
(MVA)大脈衝功率的緊湊型
設 備;
• 短路安全。