磁芯

环形磁芯快脉冲信号测量

发布时间：

2023-09-07

环形磁芯快脉冲信号测量

磁开关工作过程中 , 磁芯需历经非饱和与饱和两个阶段。非饱和阶段 , 磁开关处于“开路”状态 , 流过绕组的电流很小 , 在几十 mA 到几 A 之间 , 饱和阶段 , 磁开关处于“短路”状态 , 流过绕组的电流很大 , 在几百 A 到上千 A 之间 ; 磁滞回线上表征磁开关磁芯性能的最主要部分是非饱和部分和饱和与非饱和之间的过渡部分 , 因此需要准确测量电流信号。感应电压用与绕组面积相同并紧贴绕组的单匝线圈来测量 , ,磁芯饱和时间为 2 μ s , 饱和后回路 2 的放电时间为 450ns 。

环形磁芯快脉冲测量结果及分析

　　利用上述测量方法 , 对一组磁芯进行了测试 , 图 5 给出了根据测量电流电压值计算得到的典型磁滞回线(2μ s ,No.1) , 其励磁磁场强度高达 20kA/ m 。从图中可以得到磁开关磁芯的饱和磁通密度、剩磁等参数。动态磁化曲线所包围的面积代表了单位体积磁性材料磁化一周的磁滞损耗。积分磁芯的动态磁化曲线 , 容易计算单位质量磁开关磁芯一个工作周期( -B s → B s ) 的能量损耗。表 1 给出了一组磁芯的测试结果 , 可以看出 , 相同脉冲压缩条件下 , 采用不同磁芯材料的磁开关能量损耗并不相同。即使选用相同的磁芯材料及工艺流程制作出的磁芯 (No.1 和 No.2) , 其损耗也不尽相同 ; 这表明磁芯的损耗与工艺控制密切相关 , 当磁芯应用于脉冲功率源时必须对磁芯进行相关的脉冲压缩测试。

通过测量磁开关压缩脉冲过程中的电流和感应电压信号 , 研究了测试大型环形磁芯动态参数的方法。此测量方法称为脉冲压缩法 , 与其它测试方法相比 , 有以下特点 : 适合脉冲磁化条件下的动态参数测量 , 可得到磁芯饱和磁通密度、剩磁、损耗等参数 , 得到磁性材料脉冲磁化条件下完整的动态磁化曲线 ; 改变测试回路中电容和电感参数 , 可方便地改变从几百 ns 到上百μ s 磁芯的磁化时间 , 从而测试磁芯不同磁化时间下的动态特性 ; 由于利用了脉冲放电技术 , 容易得到大的励磁磁场 , 适于测量成型后较大体积磁芯的整体磁性能 , 即对最终产品进行测试。实验中发现当磁化时间缩短到百 ns 时 , 电流和感应电压测量信号有较大的干扰 , 使测试结果的可信度降低。但我们认为 , 只要解决好短脉冲高电压、大电流信号的测试中的干扰抑制问题 , 这种磁芯动态参数测量方法可用于几百 ns 磁化时间下磁芯的动态参数测试。