高頻電抗器用于電動(dòng)汽車 (EV) 和混合動(dòng)力汽車 (HEV) 的各種位置。例如，電池和逆變器之間的升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器以及電池充電電路中的 AC/DC 轉(zhuǎn)換器。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，必須提高每個(gè)組成電路的效率，而電抗器是造成這些電路大量損耗的元件之一。因此，準(zhǔn)確測量電抗器損耗是提高整個(gè)系統(tǒng)效率的一項(xiàng)重要任務(wù)。一般來說，由于這些電抗器中的大多數(shù)都是以高頻開啟和關(guān)閉的，因此傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為很難直接測量電抗器損耗。過去，IGBT 等元件被用作開關(guān)元件，開關(guān)頻率約為數(shù)十千赫茲。近年來，SiC 和 GaN 元件的商業(yè)化進(jìn)展使得開關(guān)頻率超過 100 kHz 成為可能，刺激了對高頻帶測量儀器的需求。本文結(jié)合實(shí)際測量示例，介紹了一種高精度測量電抗器損耗的方法。

反應(yīng)堆損失

圖 1 示出了電抗器的等效電路，可以將其視為電感元件 Ls 與電阻 Rs 串聯(lián)的電路，代表損耗。

電抗器等效電路

圖 1：電抗器的等效電路

等效電路的 Ls 和 Rs 可以用標(biāo)準(zhǔn)的 LCR 表測量。在這種情況下，LCR 表會(huì)將微小的正弦波信號(hào)施加到測量目標(biāo)并測量阻抗。相比之下，工作電路中的電抗器的特性將與使用 LCR 表進(jìn)行的測量不同，原因如下：

開關(guān)動(dòng)作后，將對元件施加矩形波電壓，流過三角波電流，因此電壓波形和電流波形都不會(huì)是正弦波。

由于元件磁芯的特性，各參數(shù)會(huì)表現(xiàn)出電平依賴性。這種依賴性會(huì)導(dǎo)致元件工作時(shí)的Ls、Rs等量與用LCR表測量得到的值不同。

DC/DC轉(zhuǎn)換器使用過程中，流過電抗器的電流會(huì)出現(xiàn)直流疊加，疊加時(shí)的參數(shù)會(huì)因磁芯的飽和特性而有所不同。

總之，對電抗器損耗和參數(shù)的高精度測量不是必須用LCR表來測量，而是必須在元件處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。