基于集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计

现有变压器设计方法没有对谐波下绕组结构进行精确设计,为此提出了一种考虑集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计方法。利用Helmholtz方程对交流谐波下铜箔、矩形及圆形导体绕组的损耗进行了分析及优化,并考虑了磁芯窗口参数的影响,对比了各种优化方法的优缺点及应用场合。样机实验结果表明,该方法可以准确给出谐波损耗最小时的优化结构,适用于大功率定制变压器的设计。     

一种中压绝缘大功率中频变压器的优化设计方法

应用于光伏并网系统的中压绝缘大功率中频变压器（MFT）不仅要求其高低压侧绕组之间需要满足较大的绝缘间距，而且其内部也需要浇注隔热的绝缘材料。然而，这会导致MFT出现电磁干扰现象严重、散热困难等问题。针对这些问题，该文提出一种全面考虑铁心尺寸、绕组线径和绕组排布结构的MFT优化设计方法。该方法通过面积乘积（AP）法确定铁心体积，再通过自由变量扫描对MFT进行损耗最小化设计。基于有限元仿真软件，验证了该优化设计方法可使变压器漏电感减小及周围的电磁干扰区域缩小。最后，通过该优化设计方法设计一台200kW/30kHz的MFT，并制作了样机。通过理论和实验的对比，验证了优化设计方法的有效性和准确性。     

一种基于遗传算法的高频反激变换器的优化设计

在理论分析的基础上,以优化高频变压器的磁芯功率损耗和绕组功率损耗为目标,以单端反激式变压器为例建立了高频变压器的总功率损耗计算模型。在该功率损耗计算模型的基础上结合从系统角度设计DC-DC变换器的方法,采用一种基于遗传算法的高频DC-DC变换器的优化设计方法,得到了设计参数的最优取值。利用优化设计方法设计了高频DC-DC变换器印制板电路,实验验证了优化设计方法的正确性。     

基于LTCC技术的高频开关电源变压器设计原理和方法

通过对高频开关变压器磁芯工作时能量储存、损耗、传递及工作曲线的分析,应用磁性材料的B-H回线和Q值并结合LTCC工艺特点提出一种LTCC高频开关电源变压器完整的设计思路和方法.文中以反激式高频开关变压器为例阐述了设计过程中的主要要点.用低频电磁场仿真工具Maxwell 2D/3D对计算结果进行仿真验证,在此基础上调整绕组结构和优化磁芯结构参数,得出高频变压器的合理设计方案.     

电感集成式大容量高频变压器精细化设计方法

针对固态变压器用电感集成式大容量高频变压器进行优化设计,分析了高频变压器漏电感参数、磁芯高频损耗、绕组高频损耗以及温升的计算方法。在此基础上,利用自由参数扫描法建立了大容量高频变压器优化设计流程。按照最优设计方案制作了一台5kHz/10kW纳米晶磁芯高频变压器模型,并对其参数进行实验测试。将解析设计与有限元仿真和实验测量结果进行对比,结果表明模型漏电感、交流电阻和磁芯损耗的相对偏差分别为2.85%、1.49%和5.35%,验证了所提设计方法的有效性。     

改进型分段气隙的高频平面变压器研究

基于一种适用于家庭储能的1 MHz双向Multi-CLLC直流变换器,提出了一种应用于高频变换器的平面变压器设计方法.该方法充分考虑了高频应用下的磁芯材料特性、磁路磁通相消原理和绕组趋肤效应、邻近效应的影响,对磁件设计具有重要意义.搭建了一台400 W的实验样机验证设计的合理性与可靠性,在额定工况下进行实验,实现了最高94％的工作效率.分析实验波形存在的问题,提出改进型分段气隙变压器结构,对低压侧三路输出不均的问题进行改善,并利用ANSYS Maxwell 3D瞬态场和涡流场求解器仿真验证了改进型结构在磁场分布、磁芯损耗和绕组损耗三方面的优化效果,证明了改进结构的可行性.     

基于改进MOTO算法的高频变压器优化设计

由于高频变压器通常工作在复杂激励条件下,采用传统AP法设计时往往无法同时平衡兼顾多个目标之间的关系,文中选取了磁芯损耗和绕组损耗计算模型和磁芯面积法公式作为目标函数,以变压器效率为约束条件,以减小损耗提高效率为目标,采用改进仿推特算法进行高频变压器多目标优化设计。通过采用自适应交叉变异概率调整种群多样性、加入Pareto支配关系以提高种群的优越性,优化了Pareto解集的寻优能力,改进了MOTO算法,为求解带约束多目标问题提供支持。引入了熵权法(EWM)对算法优化结果进行决策支持,便于决策者选择最佳折中解,得到一组高频变压器优化设计方案。最后,通过实验验证了该方案的合理性和有效性。     

半桥LLC型谐振变换器的高频变压器设计

高频变压器作为半桥LLC型谐振变换器的核心组件,其设计将影响开关电源的损耗、输出电压的稳定性及发热量等。针对5 kW高频变压器的设计,介绍了高频变压器磁芯选型原则,采用面积乘积法(area product,AP)确定了绕组导线型号和磁芯类型,通过进一步优化计算得到了绕组匝数、变压器损耗及其他相关参数。最终确定的高频变压器参数为:原副边侧绕组导线为18号导线,磁芯型号为EE-100,变压器变比为0.737 5,原副边匝数分别为59和80匝,变压器损耗为16.187 W。     

基于温升要求上限的开关电源变压器优化设计

磁性元件占据了开关电源的很大部分重量和体积,提高磁性元件的功率密度是开关电源设计不懈追求的目标。所谓优化设计,就是在满足元件温升要求条件下,选用最小体积的磁芯,设计最合理的绕组,使得设计的元件功率密度最高。通过对开关电源变压器功率损耗的研究,构建了变压器损耗模型,推导出最小功率损耗的计算方法,提出一套优选磁芯和基于温升要求上限的设计方法。通过设计一台50KHz,2.8KW开关电源变压器,测试结果表明,该方法设计的变压器功率密度明显提高。     

高频变压器技术研究综述

高频变压器(high frequency transformer,HFT)是一种结合电力电子技术和高频磁链技术的电能变换设备。由于与工频变压器相比,HFT具有体积小、质量轻等优点,因此HFT在现代变换器中有着广泛的应用。但是,HFT在应用过程中还存在许多问题有待解决。在介绍HFT发展历史的基础上,总结了HFT的基本原理和计算方法,介绍了漏感和分布电容等参数,归纳了绕组及磁损耗的计算方法,并对HFT的优化设计技术,如磁芯优化技术、绕组优化技术、样机设计制造技术与多物理仿真等进行了梳理和概括。最后对HFT还存在的问题以及发展方向进行归纳与展望。对于HFT相关的研究者和生产者具有一定的参考价值和学习意义。