一种精确测量磁芯损耗的方法技术

技术编号:21889428 阅读:61 留言:0更新日期:2019-08-17 13:36
本发明专利技术提供一种精确测量磁芯损耗的方法,测量方法步骤如下:步骤一:测量流过待测磁芯电感的电流峰峰值I1、电流有效值Iac、交流阻抗Rac.core和平均输入功率Pcore;步骤二:测量流过空芯线圈组的电流峰峰值I2;步骤三:在LabVIEW上位机界面输入两次测量的电流峰峰值,控制单片机自动匹配电感网络来进行电感调节,使流过调节过的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同;记录此时空芯线圈组的交流阻抗Rac.air和平均输入功率Pair;步骤四:通过以上数据,根据公式

A Method for Accurate Measurement of Core Loss

【技术实现步骤摘要】
一种精确测量磁芯损耗的方法
本专利技术涉及开关变换器领域,尤其涉及一种精确测量磁芯损耗的方法。
技术介绍
高频化、小型化是开关变换器的主流发展趋势,提高开关变换器的开关频率是减少其体积的一个有效手段。频率的升高导致开关变换器的热损耗问题便不容忽视,其中作为开关变换器中重要组成部分的磁性元件的损耗尤需重视。磁芯损耗的测量不仅给实际工程设计中直接提供损耗数据,也可以为学术理论研究提供数据支持。由于目前很多仪器和方法已经达不到磁损测量的精度与范围,所以有必要寻找更方便、更精确、测量范围更广的磁损测量方法。目前磁损测量方法包含直接测量法和间接测量法。所谓间接测量法是指利用磁性元件的热效应、磁效应和等效电阻等间接反映磁芯损耗的大小。这类方法理论上测量精度很高,但其对实验环境要求较高,并且计算过程复杂。直接测量法就是通过测量磁芯的激磁电压与电流来获得损耗。数字示波器测电压电流方法是典型的直接测量法,其存在相角误差,一般在磁性在磁芯线圈的接入端串联一个损耗较低的电容C来抵消电流和电压之间的功率因数角的影响。因此,解决传统磁损测量法存在的测量精度不高、对实验环境要求高、测量过程复杂等难题。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术的目的提供一种精确测量磁芯损耗的方法,采用电感等效替换的思想,测量功率磁芯电感和空芯线圈组在全桥变换器中产生的平均功率损耗,测试的关键是调节空心线圈组合使得流经空芯线圈组和功率磁芯电感的电流峰峰值近似一致,以保证电路开关损耗和环路阻抗损耗近似一致。在LabVIEW上位机界面输入示波器采集到的两者的电流峰峰值,控制单片机自动匹配电感网络,并自动获得其交流阻值、感值等信息。分别测量替换前后电路平均输入电流、平均输入电压和流经它们的电流有效值,两次测量得到的输入功率差值与两者的交流铜损差值的和即为磁芯损耗,解决了传统磁损测量法存在的测量精度不高、对实验环境要求高、测量过程复杂等难题。本专利技术提供一种精确测量磁芯损耗的方法,所述测量方法步骤如下:步骤一:测量流过待测磁芯电感的电流峰峰值I1、电流有效值Iac、交流阻抗Rac.core和平均输入功率Pcore;步骤二:测量流过空芯线圈组的电流峰峰值I2;步骤三:在LabVIEW上位机界面输入两次测量的电流峰峰值,控制单片机自动匹配电感网络来进行电感调节,使流过调节过的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同;记录此时空芯线圈组的交流阻抗Rac.air和平均输入功率Pair;步骤四:通过以上数据,根据公式对磁芯损耗Ploss进行计算,得到磁芯损耗Ploss。进一步改进在于:在LabVIEW上位机界面输入示波器采集到的空芯线圈组和功率磁芯电感的电流峰峰值,利用多组串并联电感来构成电感匹配网络,控制单片机调节继电器的开关组合来自动匹配电感,保证流过匹配后的空芯线圈组和待测磁芯功率电感的电流峰峰值相同。进一步改进在于:所述测量必须在同一频率、同一占空比和同一输入输出等工作条件下分别测量磁芯电感和匹配过的空芯线圈电路平均输入电流、平均输入电压和流经它们的电流的有效值。进一步改进在于:空芯电感网络通过串并联空芯线圈,空芯线圈采用相同材质的铜丝气泡线绕制,通过单片机控制组合不同继电器开关,保证流经调节后的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同,即两者的电流有效值也基本一致,这就基本保证了两种情况下的电路的开关损耗基本一致,确保了测试结果的准确性。本专利技术的有益效果:能够很好的克服传统磁损测量法存在的精度不高、对实验环境要求高、测量过程复杂等难题,以全桥电路中功率电感为例,通过单片机控制电感匹配网络对空芯线圈进行精确电感调节,从而使得流经调节后的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同,即两者的电流有效值也基本一致,这就基本保证了两种情况下的电路的开关损耗基本一致,确保了测试结果的精确性。附图说明图1是本专利技术的空芯电感网络图。图2是本专利技术的磁芯功率电感全桥电路原理图。图3是本专利技术的空芯电感组全桥电路原理图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解,下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述,该实施例仅用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术保护范围的限定。如图1-3所示,本实施例提供一种精确测量磁芯损耗的方法,所述测量方法步骤如下:步骤一:测量流过待测磁芯电感的电流峰峰值I1、电流有效值Iac、交流阻抗Rac.core和平均输入功率Pcore;步骤二:测量流过空芯线圈组的电流峰峰值I2;步骤三:在LabVIEW上位机界面输入两次测量的电流峰峰值,控制单片机自动匹配电感网络来进行电感调节,使流过调节过的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同;记录此时空芯线圈组的交流阻抗Rac.air和平均输入功率Pair;步骤四:通过以上数据,根据公式对磁芯损耗Ploss进行计算,得到磁芯损耗Ploss。以测试全桥变换器中的功率电感为例,本实施例采用电感等效替换的思想,测量空芯线圈组和功率磁芯电感在全桥变换器中产生的平均功率损耗,串并联多组空芯线圈构成空芯电感网络,测试的关键是调节空心线圈组使得流经空芯线圈组和功率磁芯电感的电流峰峰值一致,在LabVIEW上位机界面输入示波器采集到的空芯线圈组和功率磁芯电感的电流峰峰值,利用多组串并联电感来构成电感匹配网络,控制单片机调节继电器的开关组合来自动匹配电感,保证流过匹配后的空芯线圈组和待测磁芯功率电感的电流峰峰值相同。所述测量必须在同一频率、同一占空比和同一输入输出等工作条件下分别测量磁芯电感和匹配过的空芯线圈电路平均输入电流、平均输入电压和流经它们的电流的有效值。空芯电感网络通过串并联空芯线圈,空芯线圈采用相同材质的铜丝气泡线绕制,通过单片机控制组合不同继电器开关,保证流经调节后的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同,即两者的电流有效值也基本一致,这就基本保证了两种情况下的电路的开关损耗基本一致,确保了测试结果的准确性。解决了传统磁损测量法存在的测量精度不高、对实验环境要求高、测量过程复杂等难题。以测试全桥变换器中的功率电感为例,通过控制单片机调节空芯电感网络,使得流经调节后的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同,即两者的电流有效值也基本一致,这就基本保证了两种情况下的电路的开关损耗基本一致,确保了测试结果的准确性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确测量磁芯损耗的方法,其特征在于:所述测量方法步骤如下:步骤一:测量流过待测磁芯电感的电流峰峰值I1、电流有效值Iac、交流阻抗Rac.core和平均输入功率Pcore;步骤二:测量流过空芯线圈组的电流峰峰值I2;步骤三:在LabVIEW上位机界面输入两次测量的电流峰峰值,控制单片机自动匹配电感网络来进行电感调节,使流过调节过的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同;记录此时空芯线圈组的交流阻抗Rac.air和平均输入功率Pair;步骤四:通过以上数据,根据公式

【技术特征摘要】
1.一种精确测量磁芯损耗的方法,其特征在于:所述测量方法步骤如下:步骤一:测量流过待测磁芯电感的电流峰峰值I1、电流有效值Iac、交流阻抗Rac.core和平均输入功率Pcore;步骤二:测量流过空芯线圈组的电流峰峰值I2;步骤三:在LabVIEW上位机界面输入两次测量的电流峰峰值,控制单片机自动匹配电感网络来进行电感调节,使流过调节过的空芯线圈组和磁芯功率电感的电流峰峰值相同;记录此时空芯线圈组的交流阻抗Rac.air和平均输入功率Pair;步骤四:通过以上数据,根据公式对磁芯损耗Ploss进行计算,得到磁芯损耗Ploss。2.如权利要求1所述的一种精确测量磁芯损耗的方法,其特征在于:在LabVIEW上位机界面输入示波器采集到的空芯线...

【专利技术属性】
技术研发人员:周岩佟光辉
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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