同惠TH2638A高速精密电容测量仪应用于新能源汽车

---

       目前，新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃发展，新能源汽车以其低碳、环保、低成本的优势受到消费者的青睐。
　　电机、电池、电机控制技术是新能源汽车的三大核心。
　　电机控制技术的核心需要高效电机控制的逆变器技术，高效电机控制的逆变器技术需要强大的功能IGBT模块和匹配模块DC-Link电容器。
　　IGBT模块的重要性不言而喻，DC-Link电容器的性能也不容忽视，因此可靠检测是电容器不可或缺的重要环节。

　　关于电容，我们知道，由于材料、生产工艺以及其他因素的影响，自然界中不存在纯净的电容，一般会包含寄生参数，如下图所示：

　　在电容的串联等效模型中，实际电容是由本身电容Cs、引线电阻Rs(ESR)，引线电感Ls(ESL)串联构成。

　　根据阻抗频率图我们可以看到：
　　①当频率<<谐振频率时，Ls(ESL)造成的影响忽略不计，可以等效为是Cs和Rs(ESR)串联;
　　②当频率≈谐振点时，Ls(ESL)的影响不能忽略;
　　③当频率>>谐振频率时，Cs的影响忽略不计，可以等效为是Rs和Ls(ESL)的串联。

　　以前大容量电容一般应用在低频领域，所以有些客户对Ls(ESL)的关注就很少，往往会把重心放在Cs、Rs(ESR)上，但随着近几年新能源汽车的快速发展，越来越多的大容量电容被应用在新能源里面，而且实际使用的频率也越来越高，这时候引线电感Ls(ESL)的大小直接能影响电容的质量评定，所以需要精确测量。

　　敲重点!DC-Link薄膜电容的特点↓↓↓
　　a)容量高，可高达1000μF甚至更高
　　b)频率特性稳定，产品高频特性好，工作频率约为10kHz
　　c)低ESR(串联等效电阻)，最小可达0.2-0.5mΩ，甚至更小，耐纹波电流能力强
　　d)低ESL(串联等效电感)，最低可达<10nH，减小了在开关频率下的震荡效应，因此可忽略掉吸收电容
　　e)产品安全性好，耐过压能力强，抗浪涌电压能力大于1.5倍的额定电压
　　f)没有极性，能承受反向电压
　　g)额定电压可达800V以上，不需要串联和平衡电阻
　　提问&解答
　　Q：如何精准且快速测试DC-Link?
　　A：这是一个世界性难题。在以往，测试大电容的常见方法一般有两种，分别为：

　　一、高低频测试法：

　　由图一可以看到实际电容的阻抗频率特性与理想电容式完全不同，由图二可以看到随着频率增加，XL=ωL和Zc是越来越接近的，通常理论认为，当频率越高，一般为1MHz或者更高的时候，根据阻抗计算公式：

　　先用低频去测试Cs、Rs(ESR)，然后用高频测试Ls(ESL)，Rs(ESR)。这种测试方法要求高低两种测试频率必须远离谐振点，才能降低Ls(ESL)，Cs造成的误差影响。
　　举个例子：经常有客户用1MHz去测试大电容来得到Ls(ESL)值，但因为Cs的存在，同时1MHz这个频率离谐振点并不足够远，所以这种方法测试得到的Cs，Ls(ESL)这两个值都只能算是近似值，精度有限，但同惠TH2840、TH2838H和TH2829系列都可以给您一份满意的测试结果。

　　二、谐振法：

　　根据阻抗频率图，我们可以看到大电容的谐振点阻抗最低，所以用扫频仪产生信号源，同时测试电容的阻抗，寻找谐振点，然后通过计算就能算出Cs和Ls(ESL)。
　　这种方法对扫频源产生的信号源要求很高，要求步进频率越小越好，同时对阻抗的测试要求也很高，因为是扫频，步进频率小，测试要求非常高，所以测试速度很慢，一般实验室使用，很少应用到生产线上。与此同时，由于测试的时候没有专用的四端测试夹具，即使计算出来了Cs、Rs(ESR)、Ls(ESL)，结果也不一定准确，但TH2839、TH2851都克服了这类问题，均可以为您进行精密的阻抗分析。
　　三、同惠测试法
　　在实际应用中，大电容的高频特性远远比理想状态更复杂，因此，常规自动元件分析仪或者阻抗分析仪由于没有专用的四端测试夹具，以及由于仪器内阻过大，会造成实际加载测试端分压过小，导致测试结果不稳定甚至不准确。
　　同惠TH2638A高速精密电容测量仪对大电容的测试不同于以上两种测试方法，也不同于常规自动元件分析仪和阻抗分析仪的测试方法，具有四大核心优势：

　　①专用的四端测试夹具

　　TH2638A标准的四端测试夹具，保证了小阻抗器件测试精度的问题。

　　②独特的信号源输出阻抗设计

　　TH2638A独特的信号源输出阻抗设计，不仅保证了加载到器件两端的信号电平足够高，而且提高了测试精度。

　　③超密的量程设计

　　TH2638A超密的量程设计，可以大大保证了测试的精度，重复性和一致性。

　　④采用双频测试

　　TH2638A选用两种频率测试电容，通过算法算出Cs，Rs(ESR)，Ls(ESL)，准确率和测试速度远远高于高低频测试法和谐振法。当我们在测试大电容的三参数时，首先要选取两个频率，这两个频率不能随便选取，要按照一定的方法选取才能保证测试精度，选取方法如下：
　　→TH2638A热机半小时后，用测试夹具短路清零，然后测试参数选择Cs-RS(ESR)，用测试夹具测量被测电容，分别用100Hz，1kHz，10kHz，40kHz，100kHz测试被测电容，记录测量结果，然后选取Rs(ESR)最接近的两个频率作为测试频率。在SETUP里面设置上述选取的两个频率中的一个频率为基频，然后主测试界面里的测试频率设置为另一个频率，将功能改为Cs-Rs-Ls就能得到精准的测试值。
　　作为新能源汽车中大容量电容难题“终结者”，TH2638A系列高速精密电容测试仪使DC-Link电容可以在设定的频率下稳定测试高达1mF的容量、1μΩ稳定值的ESR、0.01nH稳定值的ESL，而且测试结果更接近于大电容实际使用场合的真实值，为广大DC-Link电容器厂家提供了一个高效、高性价比的完美解决方案。
　　以上就是同惠TH2638A高速精密电容测量仪应用于新能源汽车的相关介绍，如您使用中还有其他问题，欢迎登录西安安泰测试www.agitek.com.cn