如何测量开关电源的开关损耗及磁功率损耗？

如何测量开关电源的开关损耗及磁功率损耗？电力系统的最大能量损耗通常发生在AC/DC和DC/DC电源的功率转换期间。每个设计都会优先考虑节能，因此转换功率在80%到90%之间的开关电源成为主流。所有电源都按照数学模型工作，然而，在现实世界中却存在着各种问题，例如：部件存在缺陷、负载变化不定、线路功率失真和环境频繁变化。为保证在可接受的折衷方案下取得最佳效率，关键是要验证和检定开关电源的设计。要完成这些任务，通常需要测定开关功率损耗和磁功率损耗来确定开关电源的效率，还要测定电源质量和谐波掌握电源线路上的开关电源的作用。

　　测量开关损耗

　　开关电源中的开关晶体管切换速度快，最大程度地减少了能量损耗。对于开关电源来说，开关晶体管在开或关状态下少量散热时损耗的能量最多。在切换期间发生能量损耗，这是因为储存在二极管的电能以及储存在寄生电感和寄生电容的电能被释放出来。“关断损耗”是指设备从开到关过程中的损耗。“关断损耗”同样也指开关设备从关到开过程中的能量损耗。

　　损耗对检定电源、估计其效率是必要的，可采用示波器测开关损耗。使用带有专业功率分析软件的示波器，可测出多开关周期的开关损耗和导电损耗，从而确定设备在不同时间的特性。从测量统计数据中，可观察到测量结果的变化情况。要准确的测出接通损耗和关断损耗是一项挑战，因为损耗只在短时间内发生，在开关周期剩下的时间里是极少出现的。

　　测量磁功率损耗

　　电感器和互感器通常功率损耗都比较小，常被开关电源用来滤波和改变电压电平。电感器的阻抗随频率的升高而增大，阻止的高频率比低频率多。这种特性对电源输入输出的滤波有利。

　　互感器将初级绕组的交流电压和交流电流耦合到次级绕组，使电压或电流（其中一种）的信号电平增大或减小。互感器初级可接受120V的电压，通过按比例增大次级的电流，使次级的电压降到12V。互感器的初级和次级采用的不是电气连接，在电路元件之间还是需要隔离。

　　磁功率损耗影响电源的效率、可靠性和热性能。与磁性元件相关的功率损耗有两种：铁芯的铁耗和铜绕组的铜耗。磁损耗等于铁耗和铜耗之和。其中，铁耗由磁滞损耗和涡流损耗组成，铜耗则是铜绕组线的电阻引起的。
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