功率分析仪测量电感损耗

作者：admin
时间：2020-04-09 09:03
浏览：

为什么测量电感的损耗比较困难?

电感的阻抗以感抗成分为主。从功率测量上来看，功率因数是比较差的。也就是说，电压和电流的相位差要接近 90 度了。如图 Fig.4 中所示，和功率因数较好的状态相比，电压/电流的测量值受到相位误差的影响要大很多。所以，在测量时就对测量仪器的相位精度要求很高。另外，一般电感都会在数 10KHz~数 100KHz 的开关频率下使用。随着 SiC 和 GaN 元件朝着实用化方向的发展，开关频率也有向高频化发展的趋势。这个时候，就需要用到在高频领域相位精度也非常高的测量仪器了。另外，使用电流传感器的话也要考虑到电流传感器的相位误差。

像 Fig.2 这样的测量回路，在电压测量部位，电流测量部位都会被施加上一个较大的同相电压。所以也就需要用到共模抑制比 CMRR 较高的测量仪器。正如前面所说的，我们测量的被测物体是在开关频率数 10kHz~数 100kHz 的工作状态下的。由于这个开关频率的关系，测量环境会受到较大的干扰影响。那么，也就需要用到抗干扰性能较好的测量仪器了。

如上所述，在测量时对测量仪器各方面的性能要求较高，所以一直以来测量电感的损耗都较为困难。而使用功率分析仪 PW6001，就能满足以上几点。它主要有以下的几点特性。

・带有电流传感器相位补偿功能。拥有高带宽・高精度的相位特性 1) ・高 CMRR(在 100kHz 下 80dB 以上)

・对电流传感器进行了独到的设计，使之拥有很高的抗干扰的性能 2，3)

测量电感损耗时测量仪器所需要具备的特性

Fig.5 中的图示，就是 Fig.2 回路中在电感上印加的电压・电流波形。电压为方波，而电流是叠加了 DC 分量的三角波。像这样的波形，要以 0.1%的精度去测量其损耗的话，实际需要的带宽在开关频率的 5 倍~7 倍左右 4)。比如，开关频率在 100kHz 的话，测量仪器所需要达到的带宽就在 500kHz~700kHz。

重点在于不只是振幅(增益)，电压电流的相位差也需要高精度的去测量。测量超过数 A 的高频电流，我们需要用到电流传感器 2)。而此时，在高频测量中，电流传感器的相位误差就无法忽视了，我们需要用某种方法对其进行补偿。

其他公司的功率分析仪或示波器用的多是 Deskew(倾斜校正电路) 功能。此时，需要根据电流传感器的特性，在不同的频点下分别对延迟时间进行设置。然而，像三角波这样的在高带宽中也存在频率分量的畸变波形，测量时误差就会很大。使用功率分析仪 PW6001 和高精度电流传感器组合，就能使用相位补偿功能，只要补偿一个频点，就能对全频段的相位误差进行补偿，实现高带宽，低相位误差的高精度测量。