[发明专利]高频变压器损耗测量系统和方法

说明书

本发明提供一种HFT损耗测量系统和方法。HFT损耗测量系统应用于DUT，DUT包括HFT、原边引出端、副边引出端和外壳，其中，HFT完全包裹在外壳中，HFT包括磁芯、原边绕组和副边绕组，原边引出端与原边绕组相连，副边引出端与副边绕组相连，外壳外形为长方体；HFT损耗测量系统包括温度测量装置、损耗测量装置和处理装置，损耗测量装置包括绕组损耗测量装置和/或磁芯损耗测量装置。DUT对外界的散热通过测量DUT外壳表面的温度来获知，这种操作方式比较简单。同时，基于HFT的绕组损耗和/或磁芯损耗与温度之间的对应关系确定HFT的总损耗与温度之间的对应关系，进而确定实际总损耗。可以有效降低设备的复杂度和操作难度，并可以降低设备成本。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体地，涉及一种高频变压器损耗测量系统和方法。

背景技术

隔离双向DC-DC变换器(Isolated Bidirectional DC-DC Converter，简称IBDC)广泛应用于储能系统、电动汽车、数据中心等许多领域中。常见类型的IBDC都必须依赖于高频变压器(High-Frequency Transformer，简称HFT)，以实现电压变比、隔离耐压等功能，同时HFT的损耗和体积会对IBDC的效率和功率密度产生显著影响。为了优化IBDC的效率和功率密度，需要建立准确的HFT损耗模型，进一步地，需要准确的HFT损耗测量值作为数据支撑。

HFT损耗测量方法的首要需求是高精度，其次是成本低、易实现。传统的测量HFT损耗的方法包括电信号法和量热法。其中，电信号法测量损耗在效率很高时误差很大，并且对示波器的带宽要求非常高，同样的仪器精度条件下，损耗测量误差随着工作频率的提高迅速增加；此外，在任意波形激励下，电信号法测量损耗更为复杂，误差也更大。量热法测量损耗的主要优点是精度高，且精度不受频率和激励波形影响，但已有的量热法都需要严格测量HFT与外界环境之间的换热，因此需要额外的装置，设备成本高，并且安装过程复杂。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，提供一种HFT损耗测量系统和方法。

根据本发明一个方面，提供一种HFT损耗测量系统，应用于待测设备(DeviceUnder Test，简称DUT)，DUT包括HFT、原边引出端、副边引出端和外壳，其中，HFT完全包裹在外壳中，HFT包括磁芯、原边绕组和副边绕组，原边引出端与原边绕组相连，副边引出端与副边绕组相连，外壳外形为长方体；

HFT损耗测量系统包括温度测量装置、损耗测量装置和处理装置，损耗测量装置包括绕组损耗测量装置和/或磁芯损耗测量装置，其中，

温度测量装置用于测量外壳表面的温度；

绕组损耗测量装置用于与原边引出端连接，并且用于在原边引出端上施加直流电压并测量原边引出端上的第一电压以及原边引出端中的第一电流；

磁芯损耗测量装置用于分别与原边引出端和副边引出端连接，并且用于在原边引出端上施加交流电压并测量副边引出端上的第二电压和原边引出端中的第二电流；

处理装置用于：

执行确定第一对应关系的第一对应操作，和/或，执行确定第二对应关系的第二对应操作，其中，第一对应关系是HFT的绕组损耗与外壳表面的温度之间的对应关系，第二对应关系是HFT的磁芯损耗与外壳表面的温度之间的对应关系；

基于第一对应关系和/或第二对应关系确定第三对应关系，其中，第三对应关系是HFT的总损耗与外壳表面的温度之间的对应关系；

基于第三对应关系以及实际温度数据，确定HFT在待测工况下的实际总损耗，其中，实际温度数据是温度测量装置在HFT处于待测工况下时测量获得的温度数据；

其中，第一对应操作包括：基于在绕组损耗校准阶段绕组损耗测量装置测量获得的第一电压的电压数据和第一电流的电流数据以及温度测量装置测量获得的温度数据，确定第一对应关系；