ICS号 01.040.29 中国标准文献分类号 K04 团 体 标 准 T/CPSS 1009－ 2020 磁性材料高励磁损耗测量方法 Test methods of power loss of magnetic materials with high excitation 2020-08-25发布 2020-09-01实施 中国电源学会 发布 全国团体标准信息平台 T/CPSS 1009-2020 I 目 次 前言 ................................................................................. II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 符号、代号和缩略语 ................................................................ 1 5 技术要求 .......................................................................... 2 5.1 仪器和设备 .................................................................... 2 5.2 试样 .......................................................................... 4 5.3 测量条件 ...................................................................... 5 6 测量方法 .......................................................................... 6 6.1 交流功率法 .................................................................... 6 6.2 有效值法 ...................................................................... 9 6.3 直流功率法 ................................................................... 10 6.4 量热法 ....................................................................... 12 全国团体标准信息平台 T/CPSS 1009—2020 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国电源学会提出并解释。 本标准起草单位：福州大学 ，南京新康达磁业股份有限公司，台达电子企业管理（上海）有限公司， 青岛云路新能源科技有限公司，华为技术有限公司，北京创四方电子股份有限公司，深圳顺络电子股份 有限公司，中国计量科学研究院。 本标准主要起草人：陈为，汪晶慧，郑庆杰， 赵光，蒋涛，卢增艺，王建刚，朱勇发， 骆孝龙，杨 和钱，史银虎，孙海侠，李蕾，聂敏，贺建，林安利。 本标准首次发布。 全国团体标准信息平台 T/CPSS 1009—2020 1 磁性材料高励磁损耗测量方法 1 范围 本标准规定了软磁磁性材料在 高励磁下损耗的测量方法和 测量技术要求。 本标准适用于电子设备、开关电源和功率变换设备中感性元件的软磁磁性材料 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 9637 磁性材料与元件 GB/T 20874 磁性零件有效参数的计算 GB/T 28869.1 软磁材料制成的磁心 测量方法 第1部分：通用规范 GB/T 28869.2 软磁材料制成的磁心 测量方法 第2部分：低励磁电平下的磁特性 GB/T 28869.3 软磁材料制成的磁心 测量方法 第3部分：高励磁电平下的磁特性 3 术语和定义 GB/T 9637、 GB/T 28869.1、 GB/T 28869.2 和 GB/T 28869.3界定的术语和定义适用于本文件。 3.1 高励磁 high excitation 为测量在给定磁通密度下的磁心损耗或磁导率所需施加的激励。 4 符号、代号和缩略语 下列符号、代号和缩略语适用于本文件。标准里的所有公式均采用SI 单位制，当采用倍数或子倍数 时，通常的数量级为 10。 f：激励的频率，单位赫兹（ Hz）； Ts：激励的周期，单位秒（ s）； Bm：磁心中磁通密度峰值，单位特斯拉（ T）； Hm：磁心中磁场强度峰值，单位安培每米（A/m）； Pc：磁心损耗，单位瓦特（ W）； Pw：绕组损耗，单位瓦特（ W）； Pcv：总损耗（体积）密度，单位瓦特每立方米（ W/m3）； Ae：试样的有效截面积，单位为平方米（m2）； le：试样的有效 磁路长度，单位为米（m ）； Ve：试样的有效体积， 单位为立方米（ m3）； ϕ：试样的阻抗角，单位弧度 （rad）； ∆ϕ：励磁电压和电流的相位误差，单位弧度（rad ）； N2：感应绕组的匝数 ； N1：励磁绕组的匝数 ； π： 圆周率。 全国团体标准信息平台 T/CPSS 1009—2020 2 5 技术要求 5.1 仪器和设备 5.1.1 激励源 5.1.1.1 总则 本标准引入的激励源包括正弦波激励源和方波激励源（占空比为 0.5的矩形波）。当选择磁通密度 （磁场强度）为激励，则磁场强度（磁通密度）的波形允许有偏差。激励源应具有低内阻抗和高稳定度 的幅值和频率。测量时，幅值和频率的波动应保持在 ±0.1%之内。 5.1.1.2 正弦波激励 当激励是正弦波时，激励源的总谐波分量应不大于 1%。励磁电压是正弦波时，则磁通密度峰值计 算见公式（ 1）： rms m e12 2UBfANπ×=××× × ················································ (1) 式中： Urms ——励磁电压有效值，单位伏特（V ）。 5.1.1.3 方波激励 当励磁电压是方波（占空比为 0.5的矩形波）时，如图 1所示（负半波与正半波波形一样）。过冲 Uo应小于方波幅值的5% ，顶降U D应小于方波幅值的2% ，上升时间 tr和下降时间 tf应小于周期的 1%，方 波激励中直流偏磁不应超过方波幅值的 2%。励磁电压是方波时，则磁通密度峰值计算见公式（2 ）。 m m e1 4UBfAN=××× ·················································· (2) 式中： Um ——励磁电压幅值，单位伏特 （V）。 说明： tr ——上升延迟时间； t(s)0.5T s 0%Um trtfUD UO 100 全国团体标准信息平台 T/CPSS 1009-2020 3 tf ——下降延迟时间； UD ——顶降； Uo ——过冲。 图1 方波波形图 5.1.1.4 磁通密度峰值计算 对于任意波形励磁电压的磁通密度峰值计算见公式（ 3）： m e1 4UBfAN=××× ·················································· (3) 式中： U ——任意波形励磁电压整流后的平均值，单位伏特（ V）。 5.1.2 测量仪表和仪器 5.1.2.1 总则 电压表或其他电压测量仪器应是高阻抗仪器。探针应具有高输入电阻和低输入电容。电压表或其他 电压测量仪器的测量带宽要覆盖幅值是基波幅值 1%的谐波的频率。 5.1.2.2 电压表 宜采用精度 小于0.2%的电压表。 5.1.2.3 数据采集器 数据采集器的采样率应不低 于256个点每周波和分辨率应不低于 12位。 5.1.3 传感器 5.1.3.1 采样电阻器 采样电阻器电阻值的误差应不大于 0.1%（包含电阻的温度漂移） 。采样电阻器的寄生电感感值应 满足公式（ 4）和公式（ 5） ： a22RLfδπ≤××× ················································ (4) φ tan( ) 2RLfδ π×≤×× ···········