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測(cè)試功率電感性能的最有效方法就是將被測(cè)試功率電感放置在最終開關(guān)電源電路上,然后對(duì)此電路的效率進(jìn)行測(cè)量。但是,這種測(cè)試方法需要有最終電路,不易采用。現(xiàn)在,有一種相對(duì)簡(jiǎn)單的測(cè)試方法,可以在設(shè)計(jì)開關(guān)電源前對(duì)功率電感的磁芯損耗進(jìn)行測(cè)試(在其設(shè)定的開關(guān)頻點(diǎn)上)。首先,將磁芯串連放置在低損耗電容介質(zhì)上(比如鍍銀云母)。然后,用一系列共振模驅(qū)動(dòng)。其中介質(zhì)的電容值需要與被測(cè)功率電感的開關(guān)頻率一致。最后采用網(wǎng)絡(luò)分析儀來完成整個(gè)測(cè)試過程(信號(hào)發(fā)生器加上一個(gè)射頻伏特計(jì)或者功率計(jì)也可以完成測(cè)試)。
在諧振點(diǎn),低損耗的磁芯可以看成L-C共振回路。此時(shí)損耗可以等效為一個(gè)純阻元件(包括線圈損耗和磁芯損耗)。在上面的測(cè)試設(shè)備中,端子A和R都連接著50Ω電阻。此設(shè)備的開路(不包括功率電感)等效為150Ω負(fù)載的振蕩器。在網(wǎng)絡(luò)分析儀上可以表示為: 20×Log(A/R) = 20×Log(50/150) = -9.54 dB 在這個(gè)測(cè)試電路中,諧振電容為2000pF,被測(cè)功率電感大概為2.5mH~2.8mH,測(cè)試頻率為1kHz。其中,磁性材料的滲透率是一個(gè)與頻率有關(guān)的非線性函數(shù),在更高的頻點(diǎn)上,測(cè)試結(jié)果有可能不同。
磁芯損耗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
一個(gè)相對(duì)磁導(dǎo)率為125mr的單層鐵鎳鉬薄片磁芯,外圍纏繞10/44的多芯電線16匝,另一個(gè)雙層250摻雜度的鎳鐵鉬磁粉芯,外圍纏繞10/44的多芯電線8匝。功率電感量測(cè)試值分別為2.75mHy 和 2.78mHy。第一個(gè)功率電感雖然是16匝,但是橫截面積是第二個(gè)功率電感的一半。在相同振幅信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下,這兩個(gè)功率電感的損耗都很高。等效電阻分別為360Ω 和300Ω。相對(duì)的,另一個(gè)功率電感(2.5mHy)采用Micrometals公司的非常低的摻雜材料(羰基T25-6 ,相對(duì)磁導(dǎo)率為 8.5)。10/44多芯電線34匝。在同樣的驅(qū)動(dòng)信號(hào)下,他的等效損耗電阻為22000Ω。
對(duì)于低功耗開關(guān)電源的功率電感選取有許多特殊注意之處。對(duì)于低功耗、高效率的開關(guān)電源設(shè)計(jì),一般的器件資料或者選型表提供的參數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。通常的功率電感都是鐵氧體磁芯(非低損耗材料),必將逐步在低功率、高效率的應(yīng)用中淘汰。一種相對(duì)簡(jiǎn)單的功率電感損耗測(cè)試設(shè)備可以在設(shè)計(jì)的頻點(diǎn)測(cè)試功率電感的損耗,對(duì)比不同功率電感的性能。當(dāng)設(shè)計(jì)需要選取低損耗功率電感時(shí),應(yīng)選取低摻雜度材料來獲得低的磁場(chǎng)強(qiáng)度參數(shù)-B。并選擇低損耗的磁芯或考慮采用多芯電線。并且,最好采用芯片公司推薦的磁性元件,或者向?qū)I(yè)的磁材料專家請(qǐng)教,以便能夠滿足特定的需求。
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