게시 및 게시 날짜 : 2025/03/19

높은 스위칭 주파수 작동을 달성하기위한 전원 로투스 바카라의 고주파수 특성을 쉽게 평가할 수 있습니다

-일반 목적 방식으로 전원 로투스 바카라의 S- 파라미터를 측정 할 수있는 시스템을 개발했습니다

포인트

  • 다양한 표면 전력 로투스 바카라를 S-Parameter 측정 로투스 바카라의 동축 테스트 포트에 연결할 수있는 프로브를 개발했습니다
  • 기존의 방법에서는 더 이상 전원 로투스 바카라의 전극 형태에 대해 제조 된 테스트 고정물 및 교정 로투스 바카라가 필요하지 않습니다
  • 전력 전자 시스템의 소형화 및 중량 감소에 기여하기를 희망

요약 다이어그램

개발 된 프로브를 사용한 전원 로투스 바카라의 S-Parameter 측정


요약

Kishigawa Ryoko, Chishigawa Ryoko, 물리적 측정 표준 연구 부서, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 "AIST") 및 연구 전략 계획 부서의 부국장 인 Horibe Masahiro는 Technoprobe와 협력하여 다양한 전극 형태를 가지고 있습니다 및 Keysight Technologies, Inc (일본 자회사 : Keysight Technology Co, Ltd, 이하 "Keysight")표면 마운트 파워 로투스 바카라의 고주파 특성을 평가하는 시스템을 개발했습니다 일반적인 방식으로

전력 로투스 바카라는 고속으로 큰 전류를 켜고 끄면 전력을 효율적으로 변환하고 제어하는 ​​반도체 로투스 바카라이며 전기 자동차, 철도, 솔라 발전 및 가정 기기를 포함한 광범위한 필드에서 사용됩니다 값비싼스위칭 주파수로 작동합니다 더 작은 전력 로투스 바카라, 인덕터, 커패시터 등을 허용하며 궁극적으로 더 작고 가벼운 시스템으로 이어질 것으로 예상됩니다 높은 스위칭 주파수에서 작동하는 회로를 설계하기 위해 고주파 신호의 반사 및 전송 특성을 나타낼 수 있습니다s 매개 변수유효합니다

이번에는 Aist, Technoprobe, Keysight is동축표면 마운트 파워 로투스 바카라의 평면 전극으로 개발 된 프로브는 여러 유형의 전극 모양을 수용 할 수있어 S- 파라미터를 50 kHz에서 1GHz로 측정 할 수 있습니다 S-Parameter 측정은 쉽고 저렴하게 구현할 수 있으므로 높은 스위칭 주파수에서 작용할 수 있습니다Power Electronics우리는 시스템 개발에 기여할 것으로 기대할 수 있습니다

이 기술의 세부 사항은 2025 년 3 월 16 일부터 20 일까지 미국에서 개최 될 IEEE Applied Power Electronics Conference 및 Exposition에서 발표 될 예정이며,이 발표와 함께 개발 된 프로브 및 프로브 스테이션은 일본 및 TPUS Co Ltd의 Technoprobes에서 판매 할 수 있습니다


개발의 사회적 배경

전력 로투스 바카라는 전기 공급원 인 하중에 대한 최적의 상태로 전력 형태 (DC 및 AC)를 효율적으로 변경하는 데 사용되는 반도체 로투스 바카라입니다 탈탄 화 된 사회를 실현하는 데 중요한 기술로 전기 자동차 및 철도, 재생 에너지 및 가정 기기와 같은 이동성을 포함하여 광범위한 분야에서 사용됩니다 최근 몇 년 동안 전력 로투스 바카라의 스위칭 주파수를 증가시켜 소형 전력 전력 전자 시스템이 개발되었습니다

고전압과 고전류를 처리하는 전력 전자 제품은 전통적으로 저주파 물리학에 구축되었지만 고주파수로 전환하는 시스템 개발에는 고주파 물리학이 도입되어야합니다 이는 고주파 전환의 연구 및 개발의 발전을위한 기술적 장애물 중 하나가되었습니다 예를 들어, 고주파 회로에서 전력을 효율적으로 전송하기 위해서는 고주파 특성을 나타내는 물리적 수량 인 S- 파라미터 측정이 필수적입니다 그러나, S- 파라미터 측정에서, 표면 마운트 파워 로투스 바카라의 평면 전극은 측정 로투스 바카라에 연결되고 형상 변환이 수행된다테스트 고정물| 준비해야합니다 또한 측정 결과에서 테스트 비품의 영향을 제거하기 위해교정사용하기위한 로투스 바카라는 측정중인 로투스 바카라의 각 형태에 대해 제작되어야합니다 이러한 테스트 비품 및 교정 로투스 바카라를 제조하려면 고주파 물리학을 기반으로 설계 및 시뮬레이션이 필요하므로 상당한 노력과 비용이 필요합니다

 

연구 이력

AIST는 Kilohertz에서 Terahertz까지 고주파수 대역에서 S- 파라미터 측정 기술을 연구하고 개발하고 있으며 측정 데이터를 사용한 회로 평가 기술을 개발하고 있습니다

이번에는 AIST, Technoprobe 및 Keysight가 테스트 고정 로투스 바카라를 사용하지 않고 다양한 모양의 표면 장착 전원 로투스 바카라의 S- 파라미터의 S- 파라미터를 쉽고 저렴하게 측정 할 수있는 시스템을 구축하기 위해 로투스 바카라를 측정하고 있습니다Vector Network Analyzer

 

연구 컨텐츠

이번에는 동축 포트를 측정중인 전원 로투스 바카라의 평면 전극으로 변환하는 프로브를 개발했습니다 상업적으로 이용 가능한 장비와 결합함으로써, 50kHz에서 1GHz의 표면 마운트 전력 로투스 바카라를 쉽고 저렴하게 측정 할 수 있습니다 (그림 1)

그림 1

그림 1 프로브를 사용한 S-Parameter 측정 시스템

연구 개발에서 특히 어려운 점은 개발 한 프로브 시스템의 최적 교정 방법과 측정 빈도 범위를 선택하는 것이 었습니다 실제로 다양한 교정을 수행하고 결과를 검사함으로써 Open-Short-Load-Thru 및 ​​Port Extension 조합이 적합하다는 것을 발견했습니다

이 프로브 시스템에는 두 가지 장점이 있습니다 첫 번째 장점은 운영자가 테스트 비품 및 교정 로투스 바카라를 만들 필요가 없다는 것입니다 개발 된 프로브를 사용하면 프로브의 팁과 측정중인 전력 로투스 바카라의 전극 사이의 길이 사이의 길이가 올바른 한 측정이 이루어질 수 있습니다 둘의 길이를 비교하면 쉽게 측정 할 수 있습니다 두 번째 장점은 한 유형의 프로브로 여러 유형의 전원 로투스 바카라를 측정 할 수 있다는 것입니다 도 2에 도시 된 바와 같이, 개발 된 프로브는 다양한 상용 전력 로투스 바카라에 적용될 수있어 전력 로투스 바카라의 저렴한 측정을 허용한다

그림 2

그림 2 개발 된 프로브와 시판되는 표면 마운트 로투스 바카라 간의 연결 예 (노란색은 소스 전극을 나타내고 녹색은 드레인 전극, 파란색을 나타내며, 빨간색은 프로브의 소스 칩을 나타내고 검은 색은 프로브의 접지 칩을 나타냅니다)

우리는 또한 기존 테스트 비품을 사용한 측정을 개발 된 프로브를 사용하는 사람들과 비교했으며, 그들이 일치하고 있음을 발견했습니다 (그림 3) 오늘날 우리가 개발 한 프로브를 사용한 측정은 이전보다 간단하고 저렴하지만 기존 측정과 비슷한 측정 결과를 얻을 수 있음을 보여줍니다

그림 3

그림 3 기존 테스트 고정물을 사용한 개발 된 프로브 및 S- 파라미터 측정 결과를 사용한 S- 파라미터 측정 결과 비교 (실선이 프로브를 사용하고 점선이 테스트 고정물을 사용하는 경우)S21빈도F)

미래 계획

더 많은 다양한 전원 로투스 바카라를 측정 할 수 있도록 프로브 및 프로브 스테이션을 개선합니다 이번에는 접지 팁 사이의 거리를 사용하고 프로브의 신호 팁은 37 mm이지만 팁 사이의 길이를 변경하여 프로브를 만들 수도 있습니다 이를 통해 더 많은 전력 로투스 바카라에 대한 프로브를 사용하여 S- 파라미터 측정이 가능합니다 또한, 우리는 고주파 운영을 제공 할 것으로 예상되는 GAN 전력 로투스 바카라의 연구 및 개발에 기여하는 것을 목표로합니다


용어집

표면 마운트 파워 로투스 바카라
솔더가있는 인쇄 회로 보드에 직접 장착되도록 전원 로투스 바카라[참조로 돌아 가기]
스위칭 주파수
스위치가 초당 켜지고 꺼지는 횟수[참조로 돌아 가기]
s 매개 변수
고주파 전자기파가 입력 될 때 응답 (반사 및 전송)을 나타내는 물리적 금액 동일한 포트에서 방출 된 한 포트 및 파도에서 사고로 인한 전자기파의 비율을 반사 특성이라고하며, 한 포트에서 발생하는 전자기파의 비율과 다른 포트에서 방출 된 파도의 비율을 전송 특성이라고합니다 벡터 네트워크 분석기 등을 사용하여 측정됩니다[참조로 돌아 가기]
동축
고주파 전자기파를 전파 할 수있는 전송 라인 유형 원통형 외부 도체와 내부 도체로 구성됩니다[참조로 돌아 가기]
Power Electronics
스위치를 반복적으로 켜고 끄는 것으로 전원 형태를 변환하고 부하의 최적 상태로 전송하는 기술 DC에서 AC 전기로의 전환, AC에서 DC로 전환, DC에서 DC 전기로 전환 및 AC에서 AC 전기로 전환됩니다 예를 들어, 콘센트에서 공급 된 현재 전기가 스마트 폰 배터리 충전을 위해 DC 전기로 변환되는 상황에서 사용됩니다 그것은 에너지의 효율적인 사용에 기여하는 기술로서 많은 관심을 끌었습니다[참조로 돌아 가기]
테스트 고정물
측정 할 물체와 측정 기기를 연결하기위한 회로 여기서, 표면 마운트 파워 로투스 바카라의 평면 전극 및 동축 커넥터의 형상 변환 회로가 참조된다[참조로 돌아 가기]
교정
측정 로투스 바카라에 의해 원시 데이터 출력에서 ​​측정되는 물체 이외의 효과를 제거하고 측정중인 물체의 특성 만 얻는 작업 벡터 네트워크 분석기의 경우 케이블 등의 효과가 제거됩니다 OSL (Open-Short-Load) 및 포트 확장과 같은 방법은 1 포트 벡터 네트워크 분석기에 대해 알려져 있으며 OSLT (Open-Short-Load-Thru) 및 Thru-frect-line (TRL)과 같은 방법은 2 포트 벡터 네트워크 분석기로 알려져 있습니다[참조로 돌아 가기]
벡터 네트워크 분석기
고주파 도메인에서 S- 파라미터를 측정하는 데 널리 사용되는 측정 로투스 바카라[참조로 돌아 가기]


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