IGBT 脉冲测量方法的优点?正确选择脉冲测量

采用快速 IGBT 开关的脉冲测量方法应用范围非常广泛。它适用于几乎所有类型的电感功率元件，从小型 SMD 电感器到重达几吨的 MVA 范围的功率扼流圈。

 电流范围非常广，目前范围从 < 0.1 A 到 10000 A
 目前可用的脉冲能量从 J 到 15 kJ
 尽管测量电流非常高，但体积小、重量轻、价格实惠
 测量非常简单，几秒钟内即可测量结果
 对电感器无热影响
 也适用于三相电抗器

正确选择测量电压和脉冲宽度

在脉冲测量方法中，正确选择测量参数（电流、测量电压和脉冲宽度）非常重要。这是因为磁芯材料具有频率依赖性。

只有在使用与实际应用相同的电压、波形和频率或脉冲宽度进行电感测量时，才能获得真实的测量结果。使用功率电感器测试仪 DPG 系列的脉冲测量方法，可以实现这一点，该系列的 IGBT 可以关闭（晶闸管不能关闭）。与大多数电力电子应用一样，使用方波测量电压。

图1 磁通链 ψ(i)。图片由Bodo’s Power Systems 提供

电流i、测量电压U m、脉冲宽度t（频率）和电感L diff的关系如下，忽略寄生效应（例如欧姆电阻）和磁芯饱和。　Δt=Ldiff?Δi/Vm

因此，在给定电流 i 的情况下，可以通过测量电压 V m来设置脉冲宽度。相反，如果预设了脉冲宽度 t，则可以通过测量电压 V m来设置电流 i 。

图2 不同测量电压下的测试结果比较

试件：叠片铁心电抗器 3 UI 48
测量电流：10A
曲线1：测量电压31V，脉冲宽度5000s
曲线2：测量电压270V，脉冲宽度500s
曲线3：测量电压400V，脉冲宽度330s
图片由 Bodo’s Power Systems提供

因此，在实际应用中，测量电压应始终选择与电感器电压大致相同的电压。如果测量电压选择得过大（即脉冲宽度太小）或过小（即脉冲宽度太大），则测量结果可能会或多或少地出现偏差，具体取决于磁芯材料。即使测量电压加倍，差异也可能很小，例如使用铁氧体磁芯。然而，对于其他磁芯材料，差异可能非常明显，如图 8 所示。

因此，竞争对手有时会提供自动选择测量参数的功能，这是无稽之谈！世界上没有任何算法能够确定实际应用中电感器两端的电压。此功能只能通过设置测量电压来隐藏仪表的弱点，例如采样率和存储深度不足，从而隐藏这些限制。

采样率和脉冲宽度范围

测量脉冲应具有与实际应用相同的脉冲宽度，这需要非常高的采样率和非常宽的脉冲宽度范围。这可以通过两个例子来说明。

示例 1：开关频率为 200 kHz 的开关电源的带铁氧体磁芯的储能扼流圈。这需要几 s 的脉冲宽度。假设脉冲宽度为 3 s，电感曲线至少需要 150 个采样点，则采样率至少为 50 MS/s。

例 2：铁路用扼流圈的工作频率为 16 2/3 Hz。因此，脉冲宽度应为约 30 ms（全波 60 ms，半波 30 ms）。

然而，高采样率和大脉冲宽度也会带来另一个问题，要么需要不成比例的大存储深度，要么发生内存溢出。

因此，电源扼流圈测试仪 DPG10/20 系列采用专门开发的 A/D 转换器，该转换器具有一项特殊功能。2 x 50 MS/s 的高采样率可以针对长脉冲自动降低，因此可能的脉冲宽度几乎不受限制。

脉冲宽度可设置为 3 s 至 70 ms 之间，必要时甚至可以增加到几秒。因此，DPG10/20 系列电源电感器测试仪适用于从几百 kHz 到 < 5 Hz 的所有磁芯材料。