隔离型开关电源变压器损耗测试电路及设备的制作方法

本发明涉及电力电子，特别是涉及一种隔离型开关电源变压器损耗测试电路及设备。

背景技术：

1、隔离型开关电源持续向着高功率密度方向发展，其变压器的损耗在电源损耗中占比大，是制约隔离型开关电源功率密度提升的主要因数之一。隔离型开关电源变压器的损耗测试对于其设计改进具有重要指导意义和参考价值。

2、传统的热间接测试方法存在着不能单独测出变压器的损耗或者精确度不高的问题，而测量变压器的电气量计算损耗则受到多重因数制约，难以兼顾量程和精度。高功率密度电源当前设计通常仅进行估算，但这种估算法缺乏实测数据对照，且隔离型开关电源变压器电压、电流通常并非正弦，磁芯损耗曲线估算磁损、dowell法估算铜损均存在难以测试的误差。

3、因此，需要一种能够根据隔离型开关电源实际拓扑及工况，对其变压器损耗进行准确测试的实施电路。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够根据隔离型开关电源实际拓扑及工况，对其变压器损耗进行准确测试的隔离型开关电源变压器损耗测试电路。

2、第一方面，本技术提供了一种隔离型开关电源变压器损耗测试电路，该电路包括：

3、拓扑及参数可变原边电路，用于模拟外界被测变压器工作所处的原边电路拓扑结构及参数，输出两种量程的外界被测变压器的原边电压采样信号、原边电流采样信号及两桥臂电压采样信号；

4、拓扑及参数可变副边电路，用于模拟外界被测变压器工作所处的副边电路拓扑结构及参数，输出两种量程的外界被测变压器的副边电压采样信号、副边电流采样信号；

5、原边变拓扑变参数及功率测算电路，与拓扑及参数可变原边电路、控制测试模块相连，用于改变拓扑及参数可变原边电路的结构和参数，并根据所采样的桥臂电压信号选取不同量程的外界被测变压器的原边电压信号、原边电流信号进行分段积分，得出原边功率信号；

6、副边变拓扑变参数及功率测算电路，与拓扑及参数可变副边电路、控制测试模块相连，用于改变拓扑及参数可变副边电路的结构和参数，并根据所采样的桥臂电压信号选取不同量程的外界被测变压器的副边电压信号、副边电流信号进行分段积分，得出副边功率信号；

7、控制测试模块，用于控制相连的拓扑及参数可变原边电路、拓扑及参数可变副边电路、原边变拓扑变参数及功率测算电路、副边变拓扑变参数及功率测算电路，并收集原边变拓扑变参数及功率测算电路的原边功率信号和副边变拓扑变参数及功率测算电路的副边功率信号。

8、在其中一个实施例中，拓扑及参数可变原边电路包括变参数直流输入接口、拓扑及参数可变原边桥臂、可短接谐振接口、小量程可调同延时原边电流取样电路、大量程可调同延时原边电流取样电路、小量程可调同延时原边电压取样电路、大量程可调同延时原边电压流取样电路、同延时第一桥臂电压取样电路、原边低寄生参数桥臂引出端子和原边低寄生参数桥臂引出端子；其中：

9、变参数直流输入接口与外界输入直流电压、拓扑及参数可变原边桥臂相连；拓扑及参数可变原边桥臂与可短接谐振接口、小量程可调同延时原边电压取样电路、同延时第一桥臂电压取样电路、同延时第二桥臂电压取样电路、原边低寄生参数桥臂引出端子、原边变拓扑变参数及功率测算电路相连；可短接谐振接口与外界谐振电感、小量程可调同延时原边电流取样电路、小量程可调同延时原边电压取样电路、大量程可调同延时原边电压流取样电路、同延时第一桥臂电压取样电路相连；小量程可调同延时原边电流取样电路与大量程可调同延时原边电流取样电路相连，用于输出小量程取样原边电流；大量程可调同延时原边电流取样电路与原边低寄生参数桥臂引出端子相连，用于输出大量程取样原边电流；小量程可调同延时原边电压取样电路与同延时第二桥臂电压取样电路、原边低寄生参数桥臂引出端子相连，用于输出小量程取样原边电压；大量程可调同延时原边电压流取样电路用于输出大量程取样原边电压；同延时第一桥臂电压取样电路用于输出第一桥臂取样电压；同延时第二桥臂电压取样电路与原边低寄生参数桥臂引出端子相连，用于输出第二桥臂取样电压；原边低寄生参数桥臂引出端子与外界被测变压器相连。

10、在其中一个实施例中，第一目标电流从可短接谐振接口流出，分别经过小量程可调同延时原边电流取样电路、大量程可调同延时原边电流取样电路、原边低寄生参数桥臂引出端子到达外界被测变压器，再从外界被测变压器流出经过原边低寄生参数桥臂引出端子、同延时第二桥臂电压取样电路、小量程可调同延时原边电压取样电路、拓扑及参数可变原边桥臂。

11、在其中一个实施例中，拓扑及参数可变副边电路包括副边低寄生参数整流引入端子、拓扑及参数可变整流电路、可短接滤波电感接口及电流采样电路、负载接口及输出电压采样电路、小量程可调同延时副边电压取样电路、大量程可调同延时副边电压取样电路、小量程可调同延时副边电流取样电路和大量程可调同延时副边电流取样电路；其中：

12、副边低寄生参数整流引入端子与外界被测变压器、拓扑及参数可变整流电路、小量程可调同延时副边电压取样电路、大量程可调同延时副边电压取样电路、大量程可调同延时副边电流取样电路相连；拓扑及参数可变整流电路与可短接滤波电感接口及电流采样电路、负载接口及输出电压采样电路、小量程可调同延时副边电压取样电路、大量程可调同延时副边电压取样电路、小量程可调同延时副边电流取样电路、副边变拓扑变参数及功率测算电路相连；可短接滤波电感接口及电流采样电路与外界滤波电感相连；负载接口及输出电压采样电路与外界负载相连；小量程可调同延时副边电压取样电路与大量程可调同延时副边电压取样电路、大量程可调同延时副边电流取样电路相连，用于输出小量程取样副边电压；大量程可调同延时副边电压取样电路与大量程可调同延时副边电流取样电路相连，用于输出大量程取样副边电压；小量程可调同延时副边电流取样电路与大量程可调同延时副边电流取样电路相连，用于输出小量程取样副边电流；大量程可调同延时副边电流取样电路用于输出大量程取样副边电流。

13、在其中一个实施例中，第二目标电流从拓扑及参数可变整流电路流出，分别经过小量程可调同延时副边电流取样电路、大量程可调同延时副边电流取样电路、副边低寄生参数整流引入端子；第三目标电流从拓扑及参数可变整流电路流出，经过负载接口及输出电压采样电路到达外界负载，并经过负载接口及输出电压采样电路回到拓扑及参数可变整流电路。

14、在其中一个实施例中，原边变拓扑变参数及功率测算电路包括桥臂功率管驱动电路、原边拓扑切换开关驱动电路和基于电源模态的变压器原边功率分段积分电路；其中：

15、桥臂功率管驱动电路和原边拓扑切换开关驱动电路与拓扑及参数可变原边桥臂相连；基于电源模态的变压器原边功率分段积分电路用于将拓扑及参数可变原边电路中的小量程取样原边电流、大量程取样原边电流、小量程取样原边电压、大量程取样原边电压、第一桥臂取样电压、第二桥臂取样电压进行积分运算。

16、在其中一个实施例中，副边变拓扑变参数及功率测算电路包括整流管同步整流可选驱动电路、副边拓扑切换开关驱动电路和基于电源模态的变压器副边功率分段积分电路；其中：

17、整流管同步整流可选驱动电路和副边拓扑切换开关驱动电路与拓扑及参数可变整流电路相连；基于电源模态的变压器副边功率分段积分电路用于将拓扑及参数可变原边电路、拓扑及参数可变副边电路中的第一桥臂取样电压、第二桥臂取样电压、小量程取样副边电压、大量程取样副边电压、小量程取样副边电流、大量程取样副边电流进行积分运算。

18、第二方面，本技术还提供了一种隔离型开关电源变压器损耗测试设备，包括第一方面提供的隔离型开关电源变压器损耗测试电路。

19、上述隔离型开关电源变压器损耗测试电路，通过原边电路变拓扑变参数、副边电路变拓扑变参数，使得原边、副边电路和外界被测变压器及外围电路构成的系统与外界被测变压器所实际工作电源结构和参数近似，能够模拟外界被测变压器的实际工况，对其损耗进行在线测试。由于电压、电流采样延时相同，能够提高功率运算准确性；同时变压器电压电流双量程采样并根据电路工作模态分段积分能够得出更为准确的变压器原、副边功率计算值。本技术不仅能解决隔离型开关电源变压器损耗难以准确测量的难题，而且能适用于各类隔离型开关电源的变压器损耗测试。