隨著2016年巴黎氣候變化協(xié)定的簽署和正式生效、中國十三五規(guī)劃的落實(shí)與深化，以及國際電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，圍繞光伏發(fā)電技術(shù)為代表的新能源電力變換技術(shù)產(chǎn)業(yè)，及新能源汽車電力變換技術(shù)等產(chǎn)業(yè)，進(jìn)入了一個(gè)空前繁榮的新階段。太陽能逆變發(fā)電、汽車電動化、大容量電池充放電、儲能技術(shù)等不斷成熟，相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速，這些關(guān)聯(lián)技術(shù)正成為技術(shù)領(lǐng)先國家拉動經(jīng)濟(jì)增長的主要引擎和動力。在這些相關(guān)領(lǐng)域中，部分優(yōu)秀的中國企業(yè)，躍升成為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，形成了相對完整、規(guī)模潛力巨大、技術(shù)水平領(lǐng)先的國際供應(yīng)鏈。
為進(jìn)一步提高產(chǎn)品技術(shù)水平，形成更強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢，作為該領(lǐng)域核心技術(shù)之一的功率變換技術(shù)中，大功率、高功率密度化的技術(shù)發(fā)展趨勢日趨明顯和迫切。其中，功率磁元件在整個(gè)功率變換裝置中占據(jù)很大的體積重量和空間，因此不但功率磁元件自身的成本比例大，由于其體積和重量的龐大，使得實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換電源裝置的體積也隨之變大，電源產(chǎn)品的直接、間接物料成本被推高，此外，龐大的體積使得電源產(chǎn)品包裝和運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用占比也比較可觀。因此，研制出更高功率密度的磁元件，就成為該行業(yè)的最為優(yōu)先要解決的技術(shù)課題之一。
決定功率磁元件尺寸、重量或功率密度的最主要因素，就是元件自身的發(fā)熱問題。針對特定感量的需求，在相同電壓、電流、工作頻率等工況下，元件體積越小，其用于散熱的表面積就越小，為了使電感元件安全運(yùn)行于允許的溫度下，元件自身允許的發(fā)熱量必須同比減小。換而言之，元件小型化必須建立在自身損耗的大幅減小的基礎(chǔ)上。
為此，對磁元件損耗機(jī)理的研究過程中，能夠有辦法精準(zhǔn)把握磁元件實(shí)際損耗，極為重要。通過對磁元件損耗進(jìn)行精準(zhǔn)的分析，在設(shè)計(jì)中能平衡好元件的總損耗量，在設(shè)計(jì)變更時(shí)，還能夠精準(zhǔn)把握其實(shí)際損耗的變化，是磁元件設(shè)計(jì)者的渴求。
高頻功率磁元件在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于不同工況下其電流、電壓的不同，不同損耗機(jī)理的各部分損耗會相應(yīng)發(fā)生變化;不同的工作點(diǎn)下，磁元件的損耗也相應(yīng)不同;另外，由于磁元件工作在高頻的開關(guān)狀態(tài)，為盡量減小半導(dǎo)體功率開關(guān)損耗，會盡量提高器件的開關(guān)速度，這導(dǎo)致磁元件上出現(xiàn)非常高的dV/dt。對于高頻電感的功率損耗，由于元件的直流電阻相對很小，元件的無功功率成分極大，即便使用超快速采樣的精密功率分析儀器，也難以直接測量出大功率運(yùn)行中的主功率磁元件的實(shí)際損耗量。
為解決這一問題，本文提出了一種高頻大功率電感損耗對比測試的方法，并設(shè)計(jì)了實(shí)際的測試裝置。被測試的大功率電感可直接運(yùn)行于實(shí)際電路相同的工況中，通過精密測量對比相同工況的不同版本的電感的損耗差異值，比較精準(zhǔn)地分析出實(shí)際工況下電感的各種損耗成分，為優(yōu)化高頻電感的設(shè)計(jì)提供了一套便捷、直觀而行之有效的功率損耗測量分析手段。
