[发明专利]磁性元件损耗的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种磁性元件损耗的测量装置。

背景技术

磁性元件，例如变压器或电感等，为各种电子产品中重要的元件，由于磁性元件的好坏会影响电子产品是否可以正常运作以及运作性能，因此，如何正确得到磁性元件真实特性实为现今重要问题。

请参阅图1，其为传统测量磁性元件损耗的结构示意图。如图所示，传统测量磁性元件损耗的方式主要是利用弦波信号来测量磁性元件11，因此其结构包括弦波信号产生器12、高频电压放大器13以及测量仪器14。传统测量磁性元件损耗的测量原理与方法如下：首先，弦波信号产生器12产生正弦或余弦波形到高频电压放大器13，然后高频电压放大器13再将正弦或余弦波放大后输出到磁性元件11，此时利用测量仪器14测量磁性元件11的电流信号I及电压信号V，其中电流信号I与电压信号V会存在相角差θ，而磁性元件11的损耗P就可以通过公式P＝V·I·cosθ计算出来。在一些实施中，还可以测量磁性元件11的另一侧(未示出)，以取得磁性元件11的电压信号V。然而，这种测量方法有下列缺点：

1.设备成本高：由于需要使用高频宽且精密的弦波信号产生器12、高频电压放大器13以及测量仪器14，因此设备成本较高。

2.测量环境要求高：由于必须使用较精密的设备，所以需要在特定的温度及湿度环境下测量，造成测量成本的增加。

3.产生较大电磁波：弦波信号产生器12所产生的正弦或余弦波形经由高频电压放大器13放大时，会产生较大的电磁波，因此对仪器设备以及操作人员会造成影响或需要增加电磁防护设备的成本。

4.测量设备消耗较大功率：弦波信号产生器12、高频电压放大器13以及测量仪器14都需要电源才能运作，而这些设备在测量时所产生的功率损耗会远大于磁性元件11的损耗P，造成多余的能耗。

请参阅图2，其为另一种传统测量磁性元件的结构示意图。如图所示，此传统测量磁性元件的方式为将磁性元件11放置在不具有导电能力的绝缘介质21内，例如去离子水或绝缘油。当外部电源22供电给磁性元件11时，磁性元件11会有功率损耗，此磁性元件11的损耗P会转换为热能使绝缘介质21的温度上升。由于绝缘介质21及磁性元件11都是放置在保温容器23内，所以热能不会流失也不会增加。然后，使用搅拌器24使保温容器23内的绝缘介质21均温，此时，只要利用温度测量器25就可以测量出绝缘介质21的温度，并计算出绝缘介质21的温升ΔT。因此，磁性元件11的损耗P就可以通过公式P＝ΔT·C·M/Δt计算出来，其中C为绝缘介质21的比热，M为绝缘介质21的质量，Δt为测量的时间。然而，这种测量方法具有下列缺点：

1.测量精确度不高：磁性元件11可以正常工作的温度有限，相对使绝缘介质21的上升温度受到限制，所以测量精确度不高。此外，绝缘介质21在保温容器23内的温度不易控制为均温，因此不同测量位置所测量到的温度不同，造成测量精确度无法提升。

2.测量周期长：由于每测量一次就需更换高温的绝缘介质21，或等待高温的绝缘介质21降温才可以测量下一个磁性元件11，因此相当费时。

3.易产生人为失误：由于测量时的每一个步骤都有可能产生误差，因此人员操作要求相对较高。

因此，如何开发一种可改善上述现有技术缺失的磁性元件损耗的测量装置，为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磁性元件损耗之测量装置，该装置不但成本低、测量环境要求较低，且装置中只有部分电路会损耗功率，因此可以解决现有技术在测量磁性元件损耗时，测量装置本身也会损耗很大的能量的问题，进而减少能量的耗损。此外，测量所需的时间相对较短，适合用于磁性元件的品质管理，也没有复杂的测量步骤，因此对人员操作要求也相对较低。

为达到上述目的，本发明的较广义实施方案为提供一种磁性元件损耗的测量装置，用以测量磁性元件的损耗。本发明的磁性元件损耗的测量装置包含：电源转换器，与直流电源及磁性元件连接，用以将直流电源所提供的直流电压转换成正负电压变化的矩形波到磁性元件，使磁性元件两端产生正负电压变化，且包含一切换电路及一控制电路；电压测量器，并联于直流电源，用以测量电源转换器的输入电压；以及电流测量器，串联于直流电源及电源转换器之间，用以测量电源转换器的输入电流。其中，磁性元件的损耗实质上为电源转换器的输入电压与输入电流的乘积，该控制电路使用零电压切换方式控制该切换电路，以通过电源转换器的输入电压与输入电流的乘积得到磁性元件的损耗。