一种应用于全桥电路的合成磁芯的优化设计

应用电容模型,分析了传统E型磁芯在全桥合成磁芯变换器使用中出现的严重的磁路不平衡问题.根据合成E型磁芯中3个臂所发挥的不同功能,将复杂的全桥合成磁芯设计分为变压器和电感设计,并推导出相关公式;然后提出了一种新型的E型磁芯设计作为实际解决方案.最后通过一种3 kW DC/DC实验电路证明该设计在超过30％额定输出时,能大...     

不对称并联磁路磁心参数计算

对于几何形状和尺寸对称的EI、EE等配对磁心,国际电工委员会在IEC 60205标准"磁性零件有效参数计算"中,推荐了一整套成熟的计算公式.但是,当EE、EI、ET等磁心中心柱偏离中心位置时,并联的两分支磁路便不完全相同;而且当罐形、EP、RM型磁心穿过中心孔绕线测量时,其磁路则由两个以上不同的分支磁路并联组成.采用IEC推荐的仅适用于等效单回路的公式无法计算此类非对称磁心参数.本文推荐了一套能解决不对称并联磁路磁心参数计算的公式.文中用IEC 60205公式计算了对称磁心的有效参数,同时又用本文推荐的公式进行了计算,两种计算公式的结果基本相同.也就是说,作为通式,本文公式也适用于特例,但它却轻松解决了不对称和多回路并联磁路磁心参数计算的难题.     

铁氧体E型磁心系列磁路参数计算

铁氧体E型磁心系列包含有EI、EE、EPC、EFD、EOP等多种派生规格,其磁路计算方法各有异同.本文给出了形状、尺寸对称的各种E型配对磁心常数C1、C2及磁心有效参数le、Ae、Ve的计算公式,进而解决了指定电感系数AL的有效磁导率μe和实开气隙的确定方法.对于新近出现的非对称E型磁心等磁路计算方法请见另一篇文章<不对称并联磁路磁心参数计算>.     

全桥拓朴LC输出滤波器电感的磁设计

电路工程师在进行滤波电感设计时,多以经验公式计算来选择磁心,得出的结果准确度不高。以全桥输出滤波电感为例,基于滤波电感的实际工作原理,推导出了磁心尺寸精确计算公式。给出了一个设计实例,计算结果表明可以满足磁心设计的计算要求。     

双向全桥DC-DC变换器中大容量高频变压器绕组与磁心损耗计算

精确预估非正弦波激励下高频变压器绕组与磁心损耗、研究不同模态下变压器损耗的变化趋势,对于电力电子变压器(PET)精细化设计至关重要。在对PET中间级——隔离式双向全桥DC-DC变换器工作原理进行分析的基础上,建立变换器的近似等效电路模型,得到一种适用于隔离式双向全桥DC-DC变换器中高频变压器绕组损耗计算方法。在计算方波、梯形波电压激励下的磁心损耗时,推导出修正的Steinmetz经验公式简化解析计算式,引入仅与占空比和上升时间有关的修正系数,据此可直接利用正弦波激励下的损耗系数,快速获取典型工作模态下磁心损耗。设计制作一台1.2k V/0.3k V/5k V·A非晶合金磁心高频变压器试验模型,将所提方法的计算结果与有限元仿真和试验测量结果对比,验证了所提方法的有效性。     

PJ型磁心对的有效磁路参数计算

对IEC 60205给出的PM磁心对的有效磁路参数计算公式进行了部分修正.参考PM磁心的磁路计算思路,推导出PJ型磁心对有效磁路参数的计算公式,并对PJ3319磁心对等进行了实际计算.     

基于三维有限元方法的非晶合金变压器磁心电磁场分析

本文基于三维电磁场有限元分析方法,对非晶合金变压器磁心内部电磁场进行分析计算,获得了磁心三维电磁场的分布情况,并与传统的磁路计算方法法进行比较,得到了完善准确的非晶合金变压器设计方法。     

全桥拓朴隔离式开关电源主变压器磁设计

全桥拓朴结构的隔离式开关电源能在较小的尺寸下实现较高的功率变换,是高功率密度电源的重要电路结构,其高频主变压器磁心一般选择低损耗功率锰锌软磁铁氧体材料,其设计对电源的尺寸、性能有显著影响.磁设计的目的是用尽可能小的磁心传输尽可能高的功率,但受到两个限制性条件的制约,即磁心的发热和磁饱和.在散热充分的情况下,限制性条件就是磁饱和了.磁心参数设计多采用AP值公式,但目前的几个计算公式都存在一些缺点,要么计算不够准确,要么计算过于复杂不便工程应用.从全桥变压器基本原理出发,将一个工作周期分成了四个时间段.根据各时段的电流大小、方向所对应的磁工作状态,推演了磁心参数计算公式,并用一个实例进行了验证.     

铁氧体磁心单只与配对电磁性能关系研究

软磁铁氧体材料的本征特性,通常用闭合磁路的标准样环测量确定。而实际应用的磁心形状各异,尺寸大小不同,与此密切相关的涡流损耗、谐波失真(THD)、频率特性等数据往往同标环大相径庭。国际电工委员会新公布的测量标准IEC62044-2(2005年3月)指出,不可以环形结果代表磁心,但可以在这种磁心中心打孔作为环形来测试。本文依据基本磁路定律,导出了单只与配对磁心稳定性参数间的定量关系,并立足于穿心绕线测量的试验事实,确定了单只抽测方法的合理性与可靠性,从而保证了测量数据更符合整机使用实际。     

扁平EM型铁氧体磁心的联体成型法

成型方法对扁平EM型铁氧体磁心性能以及产品成品率有重要影响。介绍了扁平EM型产品的一系列成型方法,并通过分析这些方法的优缺点,提出了一种全新的扁平型铁氧体磁心成型方法,即联体压制成型法,应用联体成型法可大大提高EM型产品的生产效率,并可改善EM型磁心易变形等问题。     

两相“IHHI”形耦合电感的设计与应用

为了适应多相交错并联磁耦合变换器对耦合电感的要求,降低耦合电感对其它元器件的电磁干扰,降低电感加工难度和材料成本,提高电感效率,提出了一种适用于两相交错并联磁耦合变换器的"IHHI"形耦合电感结构。分析了其改变电感耦合度的原理,给出了相关铁芯设计的数学表达式,并通过有限元仿真和实验验证了所提"IHHI"形耦合电感结构的有效性及其磁路模型的可行性。将"IHHI"形耦合电感用于交错并联磁集成双向DC/DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小、效率高等优点。     

基于超导储能装置的配电网谐波与电压凹陷补偿技术

针对非线性冲击负载引起的电压凹陷大、电网谐波比重大和功率因数低等电能质量问题,提出了一种基于超导储能技术的三相电压源型变流器(voltage source converter,VSC)反馈伪线性化控制方法。在三相VSC数学模型中使用逆系统,达到直流电容、电压和无功电流的完全解耦,并构造出伪线性系统。设计了斩波器的电流调节控制系统,充分发挥了超导储能的续流能力。设计了内电流环控制器,解决了诸多电能质量问题,并对VSC容量进行最优整定。     

电力电子变压器中高频变压器的设计方法

高频变压器是电力电子变压器的核心组成部分,担负着功率传输、电压变换和电气隔离等功能。针对当前高频变压器选型所存在的问题,提出了一种应用于电力电子变压器中高频变压器的设计方法。基于纳米晶软磁材料的高磁导性能,选择新型铁基纳米晶作为其铁芯材料,考虑电力电子变压器中移相全桥DC/DC变换器存在副边占空比丢失的问题,将面积乘积(AP)法与移相全桥DC/DC变换器的理论相结合,计算了高频变压器的变比和原副边绕组等参数。通过对高频变压器铁损、交流电阻、绕组温升和绝缘强度的测试和分析,结果满足设计要求,验证了设计方法的有效性和可行性。     

大功率直流系统六相磁耦合非隔离型双向DC-DC变流器研究

针对大功率电力电子系统对高效率、高功率密度、高可靠性双向变流器的需求,采用交错并联磁集成技术,深入研究了适用于大功率系统的六相交错型非隔离全耦合双向功率变换器,同时研究了适用于该变换器的、具备多自由度可变耦合度的阵列式对称化六相耦合电感器。首次提出了可实现六通道变换器主电感之间对称化全耦合的磁集成理论;通过对主电感全耦合理论和变换器的工作模态的详述分析,推导了不同占空比区间下静态及动态等效电感,采用归一化的处理方法,给出最佳耦合系数设计准则,并同时给出了通用扩展型阵列式耦合磁件的设计方法;最后通过仿真和实验,对采用非耦合与全耦合电感的变换器进行性能对比测试,证明了理论分析的正确性。六相非隔离磁耦合技术能够降低每个通道的电流应力、增大功率输出容量、降低总电压电流纹波,并同时改善变换器每相电流纹波和动态响应特性,进一步提高功率密度,更适用于大功率直流变换系统。     

基于Maxwell的半桥LLC谐振变换器平面磁元件优化设计

LLC谐振变换器广泛应用于分布式电源系统DC/DC变换器的前端和可再生能源发电系统,而LLC谐振变换器的磁元件的集成平面化使其具有高性能、高效率和低成本的优点.介绍一种基于损耗的改进的变换器设计方案,从损耗、增益、空载特性等多角度分析谐振电感、变压器激磁电感、谐振电容的影响,从而确定性能最优的系统参数.由于平面磁元件在DC/DC变换器中起着十分重要的作用,通过有限元分析软件Maxwell对多种结构形式的平面变压器进行数值仿真,确定变压器设计的最优结构,实现对LLC谐振网络的精确控制.     

基于非对称耦合电感的交错并联磁集成软开关双向DC/DC变换器的研究

为了解决传统双向DC/DC变换器的损耗较大和效率较低等实际问题,提出了一种将交错并联磁集成技术与软开关技术相结合的控制方法。首先,以非对称耦合电感的交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究实例,分析了当变换器分别运行在一、二、四相电感时的3种工作状态;然后,在每种状态下,分别讨论了电感反向电流的持续时间和死区时间,从而总结出了变换器运行在每种状态下可以实现零电压开关ZVS（zero-voltage switch）的条件;最后,通过实验验证了理论分析的正确性,证实了该设计方案的实用性。     

一种新型双向DC/DC变换器的研究

针对电动车辆的车载电源设计了一种新型双向DC/DC变换器,降压采用移相全桥式ZVS-PWM功率变换,升压采用一种基于同步整流技术的DC/DCBoost功率变换。针对升压电路容易产生偏磁的问题,在线路设计过程中采用在变压器次级(高压侧)加隔直电容和采用电流控制方式来解决升压电路的偏磁问题。在此基础上研制出一台实验样机,测得的实验波形验证了该拓扑结构的可行性。     

无刷直流电机电容储能型变换器的参数设计

The c-dump converter is a new converter topology developed recently for brushless DC motors. The equivalent circuit model is developed and the control characteristics of the brushless DC motor based on the c-dump converter are studied in this paper. Then, guidelines for the design of the converter are given and some related formulas are derived for the choices of its important parameters. Finally, experimental results from a laboratory prototype are presented to validate the feasibility of the proposed guidelines for the design of c-dump converters.     

无刷直流电机电容储能型变换器的参数设计

:建立了c dump变换器的等效电路模型 ,分析了由这种变换器供电的无刷直流电机的控制特性 ,在此基础上对c dump变换器主要参数选取进行了详细的讨论 ,推导出了计算公式。以实验室一台永磁无刷直流电机作为设计实例 ,说明了变换器主要参数的选择过程并简要分析了对系统的影响 ,最后给出了实验结果。可为无刷直流电动机c dump变换器提供设计依据