一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法，自动补偿网络在LabVIEW上位机界面输入空芯线圈和功率磁芯电感的电阻值，利用多组串并联电阻来构成匹配电阻网络，由单片机控制继电器的开关组合来自动补偿电阻；方法包括：测量磁芯电感的电感量和其阻值；绕制和磁芯电感具有相同电感量的空芯线圈，并测得其电阻值；在LabVIEW上位机界面输入两个指定电感的电阻值，控制单片机自动由所述匹配电阻网络来进行电阻补偿，使其整体等效电阻与空芯线圈电阻相同；在相同条件下分别测量替换前后电路平均输入电流、平均输入电压，得到所述所述电路替换前后的功率差，将所述功率差作为磁芯损耗；本发明专利技术方法简捷，可以更加精确测量得到磁芯损耗。

A Design Method of Resistance Automatic Compensation Network for High Frequency Core Loss Testing Platform

【技术实现步骤摘要】
一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法
本专利技术属于电路设计领域，应用于高频磁芯损耗平台的电阻自动补偿网络设计，具体涉及一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法。
技术介绍
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。目前磁损测量方法有很多，主要分为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。
技术实现思路
为了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，本专利技术提供一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法，本专利技术采用电阻等效替换的思想，分别测量具有相同电感量的空芯线圈和功率磁芯电感在全桥变换器中产生的平均功率损耗，系统在测量功率电感磁芯中自动串入电阻补偿与空芯线圈之间的电阻差异，确保两者电感相同、铜损基本一致。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法，所述自动补偿网络在LabVIEW上位机界面输入空芯线圈和功率磁芯电感的电阻值，利用多组串并联电阻来构成匹配电阻网络，由单片机控制继电器的开关组合来自动补偿电阻；所述方法包括：。步骤A、测量磁芯电感的电感量和其阻值；步骤B、绕制和磁芯电感具有相同电感量的空芯线圈，并测得其电阻值；步骤C、在LabVIEW上位机界面输入两个指定电感的电阻值，控制单片机自动由所述匹配电阻网络来进行电阻补偿，使其整体等效电阻与空芯线圈电阻相同；步骤D、在相同条件下分别测量替换前后电路平均输入电流、平均输入电压，得到所述所述电路替换前后的功率差，将所述功率差作为磁芯损耗。优选的，所述匹配电阻网络中匹配电阻采用精密电阻构成。优选的，使用用所述空芯线圈替换后的电路与替换前的电路工作状态相同。优选的，所述平均输入电流和所述平均输入电压的的测量在同一占空比、同一输入输出下完成。本专利技术的高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法采用电阻等效替换的思想，分别测量具有相同电感量的空芯线圈和功率磁芯电感在全桥变换器中产生的平均功率损耗，系统在测量功率电感磁芯中自动串入电阻补偿与空芯线圈之间的电阻差异，确保两者电感相同、铜损基本一致；与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术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，通过单片机控制匹配电阻网络对磁芯电感进行精确电阻补偿，从而使得空芯线圈和用磁芯电感替换后的电路的差异只是有无磁芯，这使得实验过程更加便捷，实验结果更精确。附图说明图1为本专利技术实施例中所述匹配电阻网络的电路图示意。图2为本专利技术实施例中所述空芯线圈全桥电路原理图示意。图3为本专利技术实施例中通过磁芯电感替换后的全桥电路原理图示意。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解的是，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：为了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，在本专利技术实施例中，提供了一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法，以测试全桥变换器中的功率电感为例；具体的，本专利技术采用电阻等效替换的思想，分别测量具有相同电感量的空芯线圈和功率磁芯电感在全桥变换器中产生的平均功率损耗。由于相同电感量的磁芯电感电阻较小，需要测量时串联补偿电阻来使两者电感相同、阻值相同。参阅图1，自动补偿网络在LabVIEW上位机界面输入空芯线圈和功率磁芯电感的电阻值，利用多组串并联电阻来构成匹配电阻网络，由单片机控制继电器的开关组合来自动补偿电阻。参阅图3，利用单片机控制继电器的开关组合来自动补偿电阻，既能保证测量时两者电感阻值相同；而通过分别测量替换前后电路平均输入电流、平均输入电压，对电路替换前后的两次测量得到的功率差值即为磁芯损耗。参阅图2，以全桥电路为例，本专利技术提供一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法主要包括步骤如下：步骤A、测量磁芯电感即图3中电感L2的电感量和其阻值；步骤B、采用和磁芯电感一样规格的铜丝绕一个相同电感量的空芯线圈，即图2中电感L1，并测得其电阻值；步骤C、在LabVIEW上位机界面输入采集两个电感的电阻值，控制单片机自动匹配电阻网络来进行电阻补偿，使其整体等效电阻与空芯线圈电阻相同；步骤D、在相同条件下分别测量替换前后电路平均输入电流、平均输入电压，两次测量得到的功率差值即为磁芯损耗。继续参阅图1，在本专利技术实施例中，匹配电阻网络通过串并联电阻，通过单片机控制组合不同继电器开关，便能得到不同阻值的电阻，另外电阻串中电阻材料采用康铜丝电阻，进一步提高了阻值精确度。通过单片机控制组合开关便能调节电路电阻，使磁芯电感加上补偿电阻和空芯电感两者的电感量和阻值相同。在具体实施例中，对与全桥电路的前后两次测量必须在同一占空比、同一输入输出等工作条件下测量磁芯电感和用空芯线圈替换后的电路平均输入电流、平均输入电压。这就保证了用空芯线圈替换后的电路与替换前的电路工作状态相同，两者的差异就是有无磁芯；通过两次同等条件的测量便能精确的测量出磁芯损耗，两次测量得到的功率差值便为磁芯损耗。本专利技术的高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法采用电阻等效替换的思想，分别测量具有相同电感量的空芯线圈和功率磁芯电感在全桥变换器中产生的平均功率损耗，系统在测量功率电感磁芯中自动串入电阻补偿与空芯线圈之间的电阻差异，确保两者电感相同、铜损基本一致；与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术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，通过单片机控制匹配电阻网络对磁芯电感进行精确电阻补偿，从而使得空芯线圈和用磁芯电感替换后的电路的差异只是有无磁芯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法，其特征在于，所述自动补偿网络在LabVIEW上位机界面输入空芯线圈和功率磁芯电感的电阻值，利用多组串并联电阻来构成匹配电阻网络，由单片机控制继电器的开关组合来自动补偿电阻；所述方法包括：。步骤A、测量磁芯电感的电感量和其阻值；步骤B、绕制和磁芯电感具有相同电感量的空芯线圈，并测得其电阻值；步骤C、在LabVIEW上位机界面输入两个指定电感的电阻值，控制单片机自动由所述匹配电阻网络来进行电阻补偿，使其整体等效电阻与空芯线圈电阻相同；步骤D、在相同条件下分别测量替换前后电路平均输入电流、平均输入电压，得到所述所述电路替换前后的功率差，将所述功率差作为磁芯损耗。

【技术特征摘要】
1.一种高频磁芯损耗测试平台电阻自动补偿网络的设计方法，其特征在于，所述自动补偿网络在LabVIEW上位机界面输入空芯线圈和功率磁芯电感的电阻值，利用多组串并联电阻来构成匹配电阻网络，由单片机控制继电器的开关组合来自动补偿电阻；所述方法包括：。步骤A、测量磁芯电感的电感量和其阻值；步骤B、绕制和磁芯电感具有相同电感量的空芯线圈，并测得其电阻值；步骤C、在LabVIEW上位机界面输入两个指定电感的电阻值，控制单片机自动由所述匹配电阻网络来进行电阻补偿，使其整体等效电阻与空芯线圈电阻相同；步骤D、在相同条件下分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩，律叶，田家良，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