[发明专利]针对集成电路电流饱和失真的磁芯损耗确定方法及装置

权利要求书

1.一种针对集成电路电流饱和失真的磁芯损耗确定方法，其特征在于，包括：

向用于集成电路电源系统的电感元件的磁芯中施加具有饱和失真波形的电流，其中所述电流呈周期性变化；

在所述电流的作用下，采集所述磁芯的磁滞回线的多个特征点，其中所述磁滞回线表示作用于所述磁芯的磁场强度和所述磁芯产生的磁感应强度的变化关系，包括：在所述电流的多个周期内，分别依序采集用于初步表征磁芯的磁滞回线的第一测量点、第二测量点、第三测量点、第四测量点、第五测量点、第六测量点和第七测量点；以及对多个所述第一测量点、多个所述第二测量点、多个所述第三测量点、多个所述第四测量点、多个所述第五测量点、多个所述第六测量点和多个所述第七测量点分别进行求均值处理，以获得用于稳定表征所述磁芯的磁滞回线的第一特征点、第二特征点、第三特征点、第四特征点、第五特征点、第六特征点和第七特征点；所述特征点为由作用于所述磁芯的磁场强度值和所述磁芯产生的磁感应强度值构成的一组具有对应关系的数对；其中，所述特征点包括：由所述磁芯产生的磁感应强度值达到反向饱和时对应的磁场强度值，和所述磁芯的反向磁感应强度饱和值组成的所述第一特征点；由数值零，和磁化过程中所述磁芯的剩余磁感应强度值组成的所述第二特征点；由磁化过程中所述磁芯的材料的矫顽力值，和数值零组成的所述第三特征点；由磁化过程中所述磁芯产生的磁感应强度值达到正向饱和时对应的磁场强度值，和磁化过程中所述磁芯的正向磁感应强度饱和值组成的所述第四特征点；由退磁过程中所述磁芯产生的磁感应强度值达到正向饱和时对应的磁场强度值，和退磁过程中所述磁芯的正向磁感应强度饱和值组成的所述第五特征点；由数值零，和退磁过程中所述磁芯的剩余磁感应强度值组成的所述第六特征点；以及由退磁过程中所述磁芯的材料的矫顽力值，和数值零组成的所述第七特征点；

根据多个所述特征点，确定用于拟合所述磁滞回线的S曲线的参数，以获得所述磁滞回线的方程，包括：根据所述S曲线的在变量趋于无穷大时输出结果向固定值收敛的属性，将所述磁芯产生的磁感应强度值达到反向饱和时对应的磁场强度值设定为负无穷大，将磁化过程中所述磁芯产生的磁感应强度值达到正向饱和时对应的磁场强度值、和退磁过程中所述磁芯产生的磁感应强度值达到正向饱和时对应的磁场强度值均设定为正无穷大；将所述第一特征点、所述第二特征点、所述第三特征点和所述第四特征点分别代入所述S曲线，以确定磁化过程对应的S曲线的参数的初始值；采用牛顿迭代法，确定磁化过程对应的所述S曲线的参数的准确值，以确定所述磁芯的磁化曲线方程；将所述第五特征点、所述第六特征点、所述第七特征点和所述第一特征点分别依序代入所述S曲线，以确定退磁过程对应的所述S曲线的参数的初始值；采用牛顿迭代法，确定退磁过程对应的所述S曲线的参数的准确值，以确定所述磁芯的退磁曲线方程；以及整合磁化曲线方程和退磁曲线方程，获得所述磁芯的磁滞回线；以及

根据所述磁滞回线的方程，并基于磁芯损耗的定义，对所述磁滞回线进行积分，以确定所述磁芯的平均功率损耗，其中磁芯损耗计算公式为：

其中，H_min为所述电流达到反向最大时对应的磁场强度，H_2max为周期内所述电流达到饱和失真电流开始时对应的磁场强度，H_3max为周期内所述电流达到饱和失真电流结束时对应的磁场强度，B₁(H)为当磁场强度H在相应积分区间内变化时退磁曲线对应的磁感应强度，B₂(H)为当磁场强度H在相应积分区间内变化时磁化曲线对应的磁感应强度，B_2max为磁化过程中磁芯的正向磁感应强度饱和值，B_3max为退磁过程中磁芯的正向磁感应强度饱和值。

2.根据权利要求1所述的针对集成电路电流饱和失真的磁芯损耗确定方法，其特征在于，牛顿迭代法包括：

分别将所述S曲线的各个参数确定为迭代变量；

根据所述迭代变量，确定牛顿迭代公式，其中所述牛顿迭代公式表示用于根据所述迭代变量的前一个值推导出迭代变量的下一个值的公式；以及

确定所述迭代变量的目标函数，响应于所述目标函数的模值小于预设阈值的情况，将所述模值对应的所述迭代变量的值作为所述S曲线的参数的准确值；其中，所述目标函数表征利用以所述迭代变量为参数的S曲线获得的所述特征点位置处的计算值与所述特征点位置处的测量值之间差值。