如何以射频阻抗量测来把关小型化功率电感品质?

时间： 2024-04-13 来源：CHROMA 官网

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功率电感的小型化趋势

电子产品追求轻薄短小的脚步从未停歇，另一方面在节能低功耗需求下IC的工作条件就逐步转为低压大电流方式，衍生很多IC近端的小型POL电源需求，甚至在IC内部建置POL回路。而这些使用的功率电感就有不断的小型化与低漏磁需求，带动使用奈米等级金属磁粉为主的压模电感成为此类功率电感的主流。

为何需要使用高频测试?

高频小型化的功率电感多为金属压模式电感，导磁金属粉末表面大都处理氧化层来降低高频交流带来的涡流损失来提高可使用频域，降低损失及温升，但一般使用者是无法从外观知道磁材的颗粒大小与经过压模烧结后氧化层是否完好，传统依电感标称频率测试感值与Q值，因高频小型化电感阻抗状态低，Q值多被探针接触电阻所左右，故提高测试频率进而提高感抗以降低探针接触电阻之影响，可提升磁材异常与线材绝缘异常的检出率，此方法为主要一线生产厂商所采用。除原始磁材不良(金属颗粒大/铁氧层不良)外，层间耐压测试后局部铁氧层破坏或线圈漆包破损与磁材直接接触都会造成Q值降低，在后续使用容易因损失大产生转换效率降低，过热甚至烧毁的品质议题。

电感在高频的等效电路与Ls与Q的关系式如(图一)，一般业界若以接近电感自振频率(SRF)之Ls在检测前述品质异常，实质上是在检测其Q值是否低下。一般正常品在SRF附近Ls因寄生容量关系较高，异常品则受损失过大所累Q值低下，表象Ls也偏低，然而因阻抗状态低，若仅以标称频率测试，常因探针接触电阻影响Q值而导致不易分辨，若以远高于工作频率之频率测试即显著可提高检出率。

解决方案:CHROMA 11090-030 射频LCR表+A110901 SMD测试治具

Chroma 11090-030射频LCR表为一提供贴片电感及射频滤波器等被动元件高频量测评估解决方案。100kHz开始的测试频率涵盖了一般功率电感测试标称频率范围(一般的RF LCR Meter无法达到)，其高达300MHz的测试频率，对于POL或一般小型DC-DC Converter之电感元件，不仅满足日益增高的标称频率测试外，更可满足需要于超高频检测才能测出之品质异常。此外，同样能满足如EMI-Filter、Ferrite Bead等惯用的100MHz阻抗测试需求。11090-030采用RF-IV测量方法量测待测物(DUT)的电压和电流，与一般网络分析仪相比，更能够在较宽的阻抗范围内进行更准确的测量，其优势在于可测量的电感值非常小，约为数个nH(图二)。在自动化生产检测上若如前述需多点测试频率，Chroma 11090-030高达0.5mS/点的测试速度也可在数mS内完成提升设备产出。

▲图二、量测特性曲线

此外，Chroma 11090-030射频LCR表更兼具了完善的触控萤幕介面配置、测试讯号监测功能以及对于手动测量，提供开路/短路/负载校正套件的特色，加上采用符合多种小型SMD的A110901 SMD测试治具(专利M681245)，其改进的下压方式可旋转90度并仅需三个步骤来更换待测物(实际测试约40秒)，减少负载加载时间。不论是高频电感、LCR 元件(EMI-Filter, Ferrite Bead等)及其他被动元件等产品特性研发分析、自动化产线快速测试或是各式零件进出料管理，皆为完善的测试解决方案。

▲图三、11090-030LCR射频表+A110901 SMD测试治具

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