UUI与EE型磁芯变压器功耗对比分析

高频电子变压器及电感器是开关电源中的重要组成部分,它的功率损耗约占电源总损耗的30%,因而此部分功率损耗的大幅度降低可以提高开关电源的性能。基于脉冲变压器的原理,就UUI磁芯和传统EE型磁芯中柱开隙磁件的功率损耗进行定性比较分析,结果表明开关电源采用UUI磁芯电子变压器时,变压器本身的功率损耗可以降低20%。     

LLC谐振变换器UIU型电感-变压器磁集成设计

采用解耦磁集成方法,结合磁路-电路对偶变换,得到LLC谐振变换器UIU磁芯结构的三线圈磁集成模型。分析了UIU磁芯三线圈磁芯结构,建立UIU磁路-电路等效模型,推导出以UIU磁芯为基础的LLC变换器三线圈集成设计公式。仿真磁通分布表明在缩小体积和减小边缘磁通方面,UIU磁芯结构优于传统EE磁芯结构。使用UIU磁芯结构建立三线圈模型进行瞬态电磁场分析和温度场分析,表明该磁芯结构工作磁通密度和工作温度符合设计要求。设计1台谐振频率180 kHz、输出功率10 W的实验样机,实验结果验证了UIU磁芯结构三线圈模型的适用性和有效性。     

交流电感器的一种可视化设计方法

针对交流电感器设计难以优化的问题,通过对交流电感器各约束条件如电感量、损耗、体积、温升等与电感器结构参数之间的关系进行分析,提出了一种基于四维可视化技术的交流电感器优化设计方法。通过分别优化电感器设计要求的各约束条件,取得最优区域的电感器结构参数求解域,然后在电磁场有限元分析软件中建立该结构参数的仿真模型,对电感量、最大磁通密度和温升等进行了评估;最后根据优化参数绕制了一个交流电感器进行实验。仿真与实验结论表明通过该优化算法,只需通过1次循环计算即可得到满足各约束条件的电感器,可避免磁芯电感器设计的盲目性。     

移动式直流应急无线充电模块的磁芯优化设计研究

采用无线电能传输是开展移动式直流应急保障的有效途径。提出了一种适用于移动式直流应急无线充电模块的铁氧体磁芯设计和优化方法,可进一步提高发射器与接收器之间的未对准误差容限、降低磁芯损耗。当无线充电模块发射器与接收器之间存在未对准误差时,磁通密度不再均匀,磁芯损耗也随之增加。因而,应通过磁芯优化设计使得磁芯各处磁通均匀分布以及损耗降低。经综合考虑,提出了一种分段线性圆形和附加条形磁芯的优化结构,并提出基于有限元连续非线性规划优化算法,可使得磁通密度分布均匀和降低损耗。经仿真验证,与原始磁芯结构相比,优化后的圆形磁芯结构可降低单位体积磁芯损耗,另加附加条形磁芯优化后可使单位体积磁芯损耗降低39%,并且优化后的磁芯,单位损耗的磁芯体积可减少17. 5%。     

高磁导率、高直流叠加MnZn软磁铁氧体材料研究

用普通陶瓷工艺制备MnZn铁氧体材料,研究了主配方及掺杂对材料直流叠加特性的影响.结果表明,主配方中适当过量的Fe2O3可以增大材料的饱和磁通密度,推迟磁芯的饱和磁化,从而改善材料的直流叠加特性;添加适量的Co2O3等杂质可与铁氧体负的磁晶各向异性常数K1进行补偿,从而改善材料磁导率的温度特性.     

“目”字形耦合电感器的设计及应用

为适应新一代变换器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种"目"字形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型,从而得到自感、漏感和互感的计算公式,并给出耦合电感的设计方法。通过仿真和实验,证明了磁件模型的正确性,得出"目"字形耦合电感器具有加工简单、电感量大、磁通密度分布更均匀以及直流叠加特性好等优点,将其应用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有相电流纹波小及效率高等优点。     

Mn-Zn铁氧体材料磁导率直流叠加特性研究

对Mn-Zn铁氧体磁芯磁导率的直流叠加特性进行了研究.适当调整配方和掺杂对磁芯的直流叠加特性有积极的影响,理论分析了磁导率直流叠加特性与磁芯基本电磁参数(磁滞回线形状和功耗大小)的关系.     

电感器交流电感与磁芯等效电阻的数学拟合

利用铁氧体磁芯电感器的集中参数模型,以电感器交流电感和磁芯等效电阻的最小偏差为目标函数,结合最小二乘法,求解出电感器交流电感与频率、磁芯等效电阻与频率的解析表达式。利用拟合出的表达式求解电感器的等效串联电阻和电抗,比较计算结果和实测结果,证实了拟合方法的可行性,说明拟合所得电感器交流电感与频率、磁芯等效电阻与频率间的关系揭示了物理量之间的内在规律。     

一种新型高频功率电感器分布磁压结构

在分析高频电感器线圈涡流损耗构成及起因的基础上，提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的研究思路，并据此研究思路，提出一种具有分布磁压的新型高频电感器磁芯结构。新结构通过在开集中气隙的高磁导率磁芯柱与线圈间加入低磁导率磁材料，为电感器的磁压分布构造一辅助磁路，进而使电感器线圈窗口内的磁场分布均匀化，大大减小了线圈涡流损耗。与已有的高频电感器磁芯比较，新结构工艺简单且不增加磁芯损耗。应用电磁场有限元仿真软件对新型分布磁压结构进行了分析与设计，给出了设计指导，并进行了实验验证。     

高频电感器线圈损耗分析与交错气隙布置

通过对高频电感器线圈损耗的详细分析 ,发现电感器的旁路磁通会在线圈上引起额外损耗。在此基础上 ,提出一种新型气隙设计方案与铁心结构。在该结构下 ,铁心的气隙沿铁心柱交错布置 ,减少了穿越线圈窗口的旁路磁通。与通常的EE、EI型铁心电感器相比 ,它有效降低了线圈损耗。采用有限元分析软件对这种新型气隙设计方案进行了分析与验证     

Improvement of magnetic properties in Fe-based nanocrystalline alloys by addition of Si,Ge, C,Ga, P,Al elements and their applications

Magnetic properties of Fe-Cu-Nb-X-B (X Si, Ge, C, Ga) and Fe-Cu-Nb-Si-B-X (X: Ge, C, P, Ga, Al) nanocrystalline alloys were studied to improve soft magnetic properties and they were evaluated for some applications. Si was the best element for the Fe-Cu-Nb-X-B system. Substitution of P for B made the coercive force small in the Fe-Cu-Nb-Si-B-X system having high saturation flux density. The cores using the Fe-based nanocrystalline alloys showed low core loss, excellent dc superimposed characteristics and good noise attenuation characteristics. Hence, Fc-based nanocrystalline alloys have high performance for such magnetic components as transformers and choke coils.     

DC/DC模块电源穿孔平板磁器件的设计与应用

当前开关电源不断向"小、轻、薄"方向发展,减小储能元件厚度成为提高开关电源功率密度的一个有效方法。此处以小功率有源箝位DC/DC模块电源应用为例,分析和研究了穿孔平板磁技术,设计了一种新结构磁器件以提高模块电源的功率密度,并针对有源箝位模块电源进行了穿孔平板磁器件的设计与应用。首先介绍了穿孔平板变压器、穿孔平板电感的基本结构,基于磁路理论分析了磁芯单元磁通分布、磁感应强度等性能,进而针对模块设计了磁器件的具体参数,并用有限元软件进行仿真验证,实际运行也证实了设计的有效性。     

气隙对电感磁芯内部磁场分布及电感的影响

开关电源的输出滤波电感中流过的电流比较大,磁芯容易出现饱和现象。为了解决这一问题,常用的方法是在电感磁芯中加开气隙,但加开气隙会对整个器件的性能产生影响。采用三维有限元方法对不同添加气隙方法对感性器件电感量的影响进行分析,得到了对应不同气隙量和匝数电感和磁芯内部磁感应强度分布,样品电感实测值与计算值对比,验证了仿真结果的正确性,为感性元件的工程设计和试验前预校正提供了一种新方法。     

Current Superimposition Variable Flux Reluctance Motor

This paper proposes a novel variable flux reluctance motor without dc‐field coils. The stator of this motor has only armature coils. The proposed motor can control the torque‐speed characteristics by increasing or decreasing the field voltage that is superimposed on the armature currents. In this paper, the operational principle of the motor is described, and the N–T characteristics are computed by finite element analysis under vector control. In addition, the N–T characteristics are compared with a conventional variable flux reluctance machine with armature and dc‐field coils.     

铁硅铝磁粉心在APFC电路的应用优势

电感铁芯材料的选择是影响APFC电路性能的关键因数之一。磁粉心具有较高的饱和磁通密度和良好的直流偏磁动态线性,是APFC电路电感铁芯材料的适用材料。对比了几种不同磁粉心材料的成本与性能,认为铁硅铝磁粉心是APFC电路铁芯的最佳的适用材料。     

Method for calculating iron loss for inductor motors

A method for calculating iron loss in switched-reluctance motors is given. It is necessary to separate the elements of the magnetic system of an electric motor in order to calculate the magnetic flux density according to the turning angle of the rotor. Then, calculations of losses due to hysteresis and eddy current are conducted. The described method can be applied for the verification and design of inductor motors.     

铁硅铝磁芯升压电感的设计

铁硅铝粉芯饱和磁感应强度高,同时具有良好的高频磁性能及低损耗、低成本等特点,而获得广泛应用.选择铁硅铝粉芯作为Boost升压电感磁芯,采用迭代方法对铁硅铝磁芯进行优化选择,归纳出铁硅铝磁芯的设计过程,并通过实例证实了铁硅铝磁芯在大电流下不易饱和及低损耗的特点.     

两通道VRM耦合电感的模型分析和参数设计

为了适应电压调整模块(VRM)未来的发展趋势,满足功率日益增加的负载点电源(POL： point-of-load)的设计要求,同时为倍流整流输出电感的磁集成设计等提供参考,本文将以两通道耦合电感为例,详细讨论其在两通道交错并联开关变换器中应用的参数设计和对电气特性的影响;建立电路和磁路的对应关系,提出评价耦合电感的性能因子;分析通道电流纹波相互抵消的特点,结合电流谐波分量,说明耦合电感线圈损耗减少的机理;建立完整的交直流磁通分布,为耦合电感工作在直流不平衡的情况下提供理论依据,并对理论分析进行实验验证     

基于直流激磁的半铁心可调电抗器

介绍了射阳河闸自动化系统的结构，详细介绍了其中复杂多样的闸门控制模式;针对闸门多模式控制的特点，分析了实现闸门分批控制（群控）的2个方案，重点讨论了一种运用顺控流程组态程序完成复杂控制程序的方法，这种方法为大型闸站的闸门多批次控制提供了参考;另外，讨论了射阳河闸自动化系统可行的几点改进措施。     

A non‐isolated high step‐up DC‐DC converter with integrated 3 winding coupled inductor and reduced switch voltage stress

In this paper, a non‐isolated high step‐up dc‐dc converter based on coupled inductor is proposed. The proposed converter can be used in renewable energy applications. In suggested converter, the high voltage is achieved using 3‐winding coupled inductor, which leads to low voltage rate of the switch. A clamp circuit is used to recycle the leakage inductance energy. Also, the clamp circuit prevents the creation of voltage spikes on semiconductor devices and causes the voltage stress of elements are limited to less than the output voltage. The presented theoretical analyses show that the operation of suggested converter in continuous conduction mode needs to small magnetic inductor. Therefore, the size of coupled inductor's core is reduced, and so the size and cost of presented converter will be decreased. Analysis of the proposed converter is provided with laboratory results to verify its performance.