【導(dǎo)讀】采用快速 IGBT 開(kāi)關(guān)的脈沖測(cè)量方法應(yīng)用范圍非常廣泛。它適用于幾乎所有類(lèi)型的電感功率元件，從小型 SMD 電感器到重達(dá)幾噸的 MVA 范圍的功率扼流圈。
采用快速 IGBT 開(kāi)關(guān)的脈沖測(cè)量方法應(yīng)用范圍非常廣泛。它適用于幾乎所有類(lèi)型的電感功率元件，從小型 SMD 電感器到重達(dá)幾噸的 MVA 范圍的功率扼流圈。
電流范圍非常廣，目前范圍從 < 0.1 A 到 10000 A
目前可用的脈沖能量從 J 到 15 kJ
盡管測(cè)量電流非常高，但體積小、重量輕、價(jià)格實(shí)惠
測(cè)量非常簡(jiǎn)單，幾秒鐘內(nèi)即可測(cè)量結(jié)果
對(duì)電感器無(wú)熱影響
也適用于三相電抗器
正確選擇測(cè)量電壓和脈沖寬度
在脈沖測(cè)量方法中，正確選擇測(cè)量參數(shù)（電流、測(cè)量電壓和脈沖寬度）非常重要。這是因?yàn)榇判静牧暇哂蓄l率依賴性。
只有在使用與實(shí)際應(yīng)用相同的電壓、波形和頻率或脈沖寬度進(jìn)行電感測(cè)量時(shí)，才能獲得真實(shí)的測(cè)量結(jié)果。使用功率電感器測(cè)試儀 DPG 系列的脈沖測(cè)量方法，可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該系列的 IGBT 可以關(guān)閉（晶閘管不能關(guān)閉）。與大多數(shù)電力電子應(yīng)用一樣，使用方波測(cè)量電壓。
圖1 磁通鏈 ψ(i)。圖片由Bodo’s Power Systems 提供
電流i、測(cè)量電壓U m、脈沖寬度t（頻率）和電感L diff的關(guān)系如下，忽略寄生效應(yīng)（例如歐姆電阻）和磁芯飽和。 Δt=Ldiff?Δi/Vm
因此，在給定電流 i 的情況下，可以通過(guò)測(cè)量電壓 V m來(lái)設(shè)置脈沖寬度。相反，如果預(yù)設(shè)了脈沖寬度 t，則可以通過(guò)測(cè)量電壓 V m來(lái)設(shè)置電流 i 。
圖2 不同測(cè)量電壓下的測(cè)試結(jié)果比較
試件：疊片鐵心電抗器 3 UI 48
測(cè)量電流：10A
曲線1：測(cè)量電壓31V，脈沖寬度5000s
曲線2：測(cè)量電壓270V，脈沖寬度500s
曲線3：測(cè)量電壓400V，脈沖寬度330s
圖片由 Bodo’s Power Systems提供
因此，在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)量電壓應(yīng)始終選擇與電感器電壓大致相同的電壓。如果測(cè)量電壓選擇得過(guò)大（即脈沖寬度太小）或過(guò)小（即脈沖寬度太大），則測(cè)量結(jié)果可能會(huì)或多或少地出現(xiàn)偏差，具體取決于磁芯材料。即使測(cè)量電壓加倍，差異也可能很小，例如使用鐵氧體磁芯。然而，對(duì)于其他磁芯材料，差異可能非常明顯，如圖 8 所示。
因此，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有時(shí)會(huì)提供自動(dòng)選擇測(cè)量參數(shù)的功能，這是無(wú)稽之談！世界上沒(méi)有任何算法能夠確定實(shí)際應(yīng)用中電感器兩端的電壓。此功能只能通過(guò)設(shè)置測(cè)量電壓來(lái)隱藏儀表的弱點(diǎn)，例如采樣率和存儲(chǔ)深度不足，從而隱藏這些限制。
采樣率和脈沖寬度范圍
測(cè)量脈沖應(yīng)具有與實(shí)際應(yīng)用相同的脈沖寬度，這需要非常高的采樣率和非常寬的脈沖寬度范圍。這可以通過(guò)兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。
示例 1：開(kāi)關(guān)頻率為 200 kHz 的開(kāi)關(guān)電源的帶鐵氧體磁芯的儲(chǔ)能扼流圈。這需要幾 s 的脈沖寬度。假設(shè)脈沖寬度為 3 s，電感曲線至少需要 150 個(gè)采樣點(diǎn)，則采樣率至少為 50 MS/s。
例 2：鐵路用扼流圈的工作頻率為 16 2/3 Hz。因此，脈沖寬度應(yīng)為約 30 ms（全波 60 ms，半波 30 ms）。
然而，高采樣率和大脈沖寬度也會(huì)帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題，要么需要不成比例的大存儲(chǔ)深度，要么發(fā)生內(nèi)存溢出。
因此，電源扼流圈測(cè)試儀 DPG10/20 系列采用專門(mén)開(kāi)發(fā)的 A/D 轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有一項(xiàng)特殊功能。2 x 50 MS/s 的高采樣率可以針對(duì)長(zhǎng)脈沖自動(dòng)降低，因此可能的脈沖寬度幾乎不受限制。
脈沖寬度可設(shè)置為 3 s 至 70 ms 之間，必要時(shí)甚至可以增加到幾秒。因此，DPG10/20 系列電源電感器測(cè)試儀適用于從幾百 kHz 到 < 5 Hz 的所有磁芯材料。
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