Yuqori samaradorlikka ega bo'lgan DC-DC konvertorlar va AI quvvat modullarida DCR talablari milliom yoki hatto mikroohm darajasigacha pasayib bormoqda. Buning natijasida an'anaviy ikki simli usul katta xatoliklarga sabab bo'ladi va shu sababli o'lchash uchun to'rt simli (Kelvin) ulanish usulidan foydalanish zarur bo'ladi. Ko'p hollarda muhandislar DCR o'lchashni oddiy vazifa deb hisoblashadi va uni multimetrlar yoki LCR metrlarning sinov simlarini komponentga qisqichlab qo'yish bilan bajarish mumkin deb o'ylashadi. Biroq, amaliy ishlab chiqarishda ko'pincha quyidagilar kuzatiladi: bir xil induktor uchun turli asboblar bilan olingan o'lchov natijalari bir-biriga mos kelmaydi; sinov simlariga turli darajadagi bosim qo'llanilganda natijalarda tebranishlar sodir bo'ladi; past induktivlikka ega bo'lgan induktorlar uchun o'lchov natijalari juda katta miqdorda ortib ketadi. Quyida bu muammolarning asosiy sabablarini ko'rib chiqamiz.
1- Induktorning doimiy tok qarshiligi (DCR) mohiyatini tushunish va o'lchash qiyinchiliklari
Induktorning doimiy tok qarshiligi (DCR) — bu induktor o‘rami tomonidan doimiy tok ta’sirida namoyon bo‘ladigan sof rezistiv komponent bo‘lib, u induktorni o‘ram qilishda ishlatiladigan mis simning o‘z qarshiligidan kelib chiqadi. Bu parametr quvvat konvertatsiya samaradorligini, issiqlik tarqalishini va quvvat tizimining uzoq muddatli ishonchliligini bevosita belgilaydi.
DCR ni aniq o‘lchashdagi asosiy texnik qiyinchilik shundaki, oddiy induktor o‘ramlarining DCR qiymati odatda bir necha milliohm dan bir necha yuz milliohm gacha bo‘ladi. O‘lchanayotgan qarshilik milliohm darajasiga tushganda, an’anaviy ikki simli o‘lchash usulida sinov simlarining o‘z qarshiligi (odatda 0,1 Ω dan 0,5 Ω gacha) va probka kontakt qarshiligi (bir necha milliohm dan o‘nlab milliohm gacha) o‘lchanayotgan qarshilik bilan bir xil tartibda bo‘lib qoladi. Shu sababli o‘lchangan qiymat haqiqiy qiymatdan jiddiy darajada og‘ishi mumkin.
2- Kelvin to'rt simli usul — o'tkazgich xatolarini yo'q qilishning asosiy yechimi
Past qarshilikni oʻlchash uchun standart yechim Kelvin toʻrt simli ulanish usulidir. Bu usul 1861-yilda Lord Uilyam Tomson Kelvin tomonidan ixtiro qilingan va bugungi kunda aniq past qarshilikni oʻlchashning namuna usuli sifatida qolmoqda.
2.1 Ikki simli usul nima uchun amalga oshirilmasligi
Oddiy ikki simli oʻlchovda tokni taʼminlovchi kontur va kuchlanishni aniqlash konturi bir xil simlar juftligidan foydalanadi. Ampermetr tomonidan oʻlchanadigan qarshilik qiymati quyidagicha boʻladi:
Oʻlchanadigan_R = R_DUT + 2 × (R_oʻtkazgich + R_ularni_ulash)
Bu yerda R_oʻtkazgich — bitta sinov oʻtkazgichining qarshiligidir (odatda bir necha omtdan yuzlab omtgacha), R_ularni_ulash esa probka va sinov nuqtasi orasidagi ulanish qarshiligidir (omt diapazoni). Agar R_DUT faqat bir necha milliomt boʻlsa, oʻtkazgich va ulanish qarshiliklari sababli paydo boʻladigan xato haqiqiy qiymatdan oʻnlab marta ortishi mumkin.
2.2 Kelvin toʻrt simli usulining asosiy prinsipi
Kelvin to'rt simli usuli bu muammo bilan shunday shug'ullanadi: tok yo'lini kuchlanishni aniqlash yo'liga jismoniy ajratadi. To'rtta sim ikkita juftlikka bo'linadi, har biri alohida maqsadga xizmat qiladi:
◾ Kuchlanish chizig'i (doimiy tok manbai chizig'i, 2 ta sim): Sinov ostidagi induktorga ma'lum, doimiy doimiy tok beriladi. Bu tok konturida kuchlanish tushishi sodir bo'lishi mumkin, lekin o'tkazgich qarshiligi va kontakt qarshiligi o'lchash natijalarining aniqligiga ta'sir ko'rsatmaydi.
◾ Kuzatish chizig'i (kuchlanishni aniqlash chizig'i, 2 ta sim): Induktorning ikkala uchidagi haqiqiy kuchlanish tushishini (sinov uskunasining terminalarida emas) mustaqil ravishda o'lchash. Kuchlanishni aniqlash konturining kirish qarshiligi juda yuqori (zamonaviy sinov uskunalari odatda 1 GΩ dan yuqori), shuning uchun kuzatish chizig'laridan o'tadigan tok nolga yaqin. Shu sababli, o'tkazgich qarshiligi va kontakt qarshiligi kuzatish chizig'larida hech qanday ahamiyatli kuchlanish tushishiga sabab bo'lmaydi.
Om qonuniga ko'ra, induktorning doimiy tok qarshiligi (DCR) quyidagi formula yordamida hisoblanadi:
DCR = V_Sense / I_Force
V_Sense — induktorga to'g'ridan-to'g'ri Sense chiziqlari orqali o'lchanadigan kuchlanish bo'lib, unda boshqa o'tkazgichlarning tushirgan kuchlanish tushmuri (lead voltage drop) yo'q; I_Force esa ma'lum doimiy tok bo'lib, ularni bir-biriga bo'lganda haqiqiy doimiy tok qarshiligi qiymati hosil bo'ladi, bu qiymat tashqi zanjirdagi barcha kontakt va o'tkazgich qarshiliklaridan mutlaqo mustaqil.
2.3 To'rt simli o'lchash bo'yicha ehtiyot choralar
◾ Mustaqil Bog'lanish : To'rtta sim induktorning ikkala elektrodiga joylashgan to'rtta alohida nuqtaga alohida-alohida ulanishi kerak. Amaliyotda har bir elektroda ikkita probka (Force + Sense) bir vaqtda uriladi, lekin ular fixtura ichida bir-biriga ulanmaydi; ular faqat kontakt maydonchasida birlashadi.
◾ Probka tozaligi: Padda oksidlanish yoki qolgan flux probkaning barqaror bo'lmagan kontakt qarshiligidan sabab bo'lishi mumkin. Bu Sense chiziqlariga ta'sir qilmaydi, lekin tok doirasida nobarqarorlikka sabab bo'lishi yoki doimiy tok manbasini to'ldirib qo'yishi mumkin. O'lchovdan oldin paddlarni suvsiz spirt bilan tozalang yoki gumka bilan ehtiyotkorlik bilan silkitib tashlang.
3- Test ma'lumotlarining solishtirma tekshiruvi
CODACA rasmiy veb-saytidan AI dasturlari uchun ishlab chiqilgan modellik quvvat chokini misol sifatida olgan holda, CSHN100760-56NN modeli bozorda uchta keng tarqalgan asbob — doimiy tok qarshiligi testeri, multimetr va LCR mosti yordamida solishtirma sinov uchun tanlangan.
Rasm 1. Modellik quvvat chokini CSHN100760-56NN elektr xususiyatlari
Rasm 2. Doimiy tok qarshiligi testeri (Kelvin to'rt simli usul): DCR sinov zonasi
Rasm 3. Multimetr (ikki simli usul)
Rasm 4. LCR mosti (g'ishtak orqali sinov): LCR sinov zonasi
1-rasmda ko'rsatilgandek, CSHN100760-56NN uchun texnik xususiyatlar varaqasida doimiy tok qarshiligi (DCR) 0,22 mΩ dan oshmasligi ko'rsatilgan. Doimiy tok qarshiligini o'lchash uchun ishlatiladigan tester (Kelvin to'rt simli usul) yordamida olingan sinov natijasi 0,196 mΩ ni tashkil etadi, bu texnik xususiyatlar varaqasidagi talablarga mos keladi; haqiqiy o'lchov natijasi 2-rasmga keltirilgan. Oddiy multimetr (ikki simli usul) yordamida o'lchov amalga oshirilganda, asosiy qarshilik o'lchov diapazoni 200 Ω ga sozlangan va uning aniqlik darajasi 0,1 Ω bo'lgan holda, o'lchov natijasi 600 mΩ ni tashkil etadi, bu esa texnik xususiyatlar varaqasidagi talablarga mos kelmaydi; bu 3-rasmga keltirilgan. LCR mosti (boshqaruv qurilmasi orqali sinov) yordamida DCR diapazoniga sozlangandan keyin nolga moslashtirish amalga oshirilganda, o'lchov natijasi 0,387 mΩ ni tashkil etadi; bu maqsad qiymatiga yaqinroq bo'lsa-da, texnik xususiyatlar varaqasidagi talablarga hali ham mos kelmaydi.
Shunday qilib, magnit komponentlar — masalan, induktorlar — uchun DCR sinovlarini amalga oshirishda natijalarning aniqlicha ta'minlanishi uchun maxsus doimiy tok qarshiligini o'lchash testeri (Kelvin to'rt simli usul) ishlatilishi tavsiya etiladi.
EN