新型小损耗角磁心磁化特性脉冲测量法
软磁材料广泛应用于功率变换器的磁性元件中，其包括粉心磁性材料(粉材)，铁氧体磁性材料(块材)，非晶磁性材料(带材)。其中粉心磁性材料中的金属磁粉心是将金属粉末颗粒与绝缘介质混合压制而成的一种复合磁材料，具有高饱和磁通密度、小损耗角、良好的直流偏磁特性和良好的温度稳定性等特点，广泛用作功率变换器中的储能电感、差模电感、变压器等磁性元件的的磁心[1-2]。金属磁粉心的磁化特性具有非线性性质，受应力，温度，频率，饱和程度影响。不同饱和程度下的电感值或磁导率即增量电感或增量磁导率，其精确测量对功率变换器的优化设计非常重要。
现有磁化特性测量方法中，有大信号交流法、阻抗分析仪法和脉冲测量法。大信号交流法通过对被测磁性元件(DUT)施加高频交流信号，采样被测磁性元件的副边感应电压和原边激磁电流，分别计算磁通密度B和磁场强度H[3-4]，进一步能够计算出电感值、磁导率。日本岩崎公司生产的B-H分析仪IWATSU SY-8218就是基于大信号交流法的测量仪器。但利用大信号交流法测量低磁导率、高饱和磁通密度的磁粉心的磁化特性时，一方面需要造价非常高的高频大功率激励源;另一方面，长时间的大功率交流励磁会导致磁心过热，影响测量结果。
阻抗分析仪法通过测量磁性元件阻抗串联模型或并联模型中的等效电感获得磁化特性。英国WAYNE KERR公司生产的高精度阻抗分析仪是现今行业内公认的最精确的测量仪器。但是阻抗分析仪测量的是小信号激励下的磁化特性，若直接用于非线性软磁材料的大信号工况将产生很大误差。也可利用外加直流偏磁源的阻抗分析仪测量直流偏磁的磁化特性[5]如图1，但在测量低磁导率和高饱和磁通密度的金属磁粉芯时，需要施加很大的直流偏磁才能获得完整的磁化特性，这将使磁心过热，影响测量结果，甚至损坏被测磁性元件。并且宽带宽的直流偏磁源非常昂贵。
脉冲测量法利用RLC振荡电路中电容短时间的放电过程，产生脉冲激励施加在被测磁性元件上，采样磁性元件上的副边感应电压和激磁电流获得磁心的磁化特性。文献[6]提出利用脉冲法绘制磁滞回线，由于脉冲激励时间非常短暂且脉冲幅值大，故能够在不造成温升的前提下绘制完整的迟滞回线，且脉冲测量法测试平台容易搭建，适合在实际工程中应用[6-12]。然而，由于其在获得增量电感或增量磁导率时涉及微分运算，将引入非常大的数值微分误差。
本文基于传统脉冲测量法，利用具有线性性质的空心电感采样消除传统脉冲测量法的微分误差，提出新型脉冲测量法测量金属磁粉心磁化特性，利用叠加直流偏磁的高精度阻抗分析仪验证其测量精度。
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