【应用笔记】如何准确地测量电感的DCR

一、理解电感DCR的本质与测量难点

电感的直流电阻（DCR）是指电感绕组在直流激励下呈现的纯电阻成分，来源于绕制电感所用的铜线自身电阻。这个参数直接决定电源转换效率、发热以及电源系统长期可靠性。

准确测量DCR面临的核心技术难点在于：普通电感绕组的DCR通常在几毫欧到几百毫欧之间。当待测电阻降至毫欧级时，传统两线制测量中测试引线自身电阻（通常为0.1Ω～0.5Ω）和探针接触电阻（几毫欧至几十毫欧）已与被测电阻处于同一量级，测量值将严重偏离真实值。

二、开尔文四线法——消除引线误差的根本方案

解决低电阻测量的标准方案是开尔文四线连接（Kelvin Four-Wire Connection），该技术由威廉·汤姆森·开尔文勋爵于1861年发明，至今仍是精密低阻测量的基准方法。

（1）两线法为什么不可行

在普通两线制测量中，电流激励回路与电压检测回路共用同一对导线，仪表测得的电阻值为：

R_measured = R_DUT + 2 × (R_lead + R_contact)

式中，R_lead为单根测试引线电阻（通常为mΩ级至数百mΩ），R_contact为探针与待测点的接触电阻（mΩ级）。当R_DUT仅为几毫欧时，引线和接触电阻带来的误差可高达数十倍。

（2）开尔文四线法的核心原理

开尔文四线法通过将电流通路与电压检测通路物理分离来解决这一问题。四根导线分为两组，各司其职：

Force线（电流激励线，2根）：向被测电感施加已知的恒定直流电流。该电流回路可以存在压降，引线电阻和接触电阻不影响测量结果的准确性。

Sense线（电压检测线，2根）：独立测量电感两端（而非测试夹具端）的真实电压降。由于电压检测回路的输入阻抗极高（现代测试仪器通常 > 1GΩ），流过Sense线的电流趋近于零，引线电阻和接触电阻不会在检测线上产生任何显著压降。

根据欧姆定律，电感的DCR即可由下式计算：

DCR = V_Sense / I_Force

由于V_Sense是Sense线直接测量到的电感两端电压，不含任何引线电压降，I_Force为已知恒流，两者相除即可获得真实直流电阻值，与外回路中全部接触电阻和引线电阻无关。

（3）四线测量注意事项

1.独立接触：四根线必须分别接触电感两个电极的四个点。实际夹具中，每个电极上同时有两个探针（Force + Sense），但两者在夹具内部不连通，仅在接触焊盘处汇集。

2.探头清洁：焊盘氧化或残留助焊剂会产生不稳定的接触电阻，虽不影响Sense线，但可能造成电流回路不稳定或恒流源饱和。测量前应用无水酒精清洁或橡皮擦轻拭焊盘。

三、测试数据对比验证

以科达嘉官网AI用一体成型电感为例，选取CSHN100760-56NN型号，采用市面上比较常见的三种仪器：直流电阻测试仪、万用表和LCR电桥对比测试。

科达嘉AI用一体成型电感

图1.CSHN100760特性参数表

图2.直流电阻测试仪（开尔文四线法） 图3.万用表（二线法）  图4.LCR电桥（治具测试）

如图1所示CSHN100760-56NN规格书DCR定义0.22mΩ Max.，采用直流电阻测试仪（开尔文四线法）测试结果0.196mΩ满足承认书要求，实测结果见图2；采用普通万用表（二线法）将挡位调至电阻测量的基础档200Ω，该档位能提供0.1Ω的分辨率，测试结果600mΩ不满足承认书要求，实测结果见图3；采用LCR电桥（治具测试）调至DCR挡位，然后归零校正，测试结果0.387mΩ比较接近目标值，但还是不满足承认书要求。

由此可见，为了保证测试结果的准确性，针对电感等磁性器件进行DCR测试时优先选择专用直流电阻测试仪（开尔文四线法）测试。