开关电源高频平面变压器并联PCB线圈交流损耗建模及分析

并联PCB线圈可很好克服厚导体交流损耗大的不足,提高高频平面变压器的载流能力,但由于并联PCB线圈并联层间特有的环流效应,线圈设计变得十分复杂。通过建立并联PCB线圈交流损耗模型,对并联层间环流的产生机理及影响因素进行了深入分析。结果表明,电流频率、原副边线圈交叉换位与组内线圈交错、PCB厚度以及绝缘层厚度等对环流/线圈交流损耗均有很大影响。分析结果和系统化实现的模型为设计提供了方法和指导。实验验证了损耗模型的正确性。     

开关电源高频功率平面变压器串并混联PCB线圈交流损耗模型

并联PCB线圈为高频大电流高功率密度开关电源平面变压器重要线圈结构之一,但其载流能力与线圈的设计、变化多端的连接方式以及工作条件等诸多因素有很大关系,必须通过建立线圈损耗模型才能够进行深入系统分析,并得到较优化的设计结果.基于由并联PCB线圈导体层所构成回路的电压平衡原理,结合涡流场场控方程建立了具有串并混联的长形与环形并联PCB线圈交流损耗解析模型.实验验证了交流损耗模型的正确性,并具有足够高的工程精度.     

推挽变换器的变压器线圈损耗建模及其应用

由于四个线圈分时工作,应用于推挽变换器的变压器线圈交流损耗模型与线圈同时工作的高频功率变压器有很大不同.通过深入研究线圈电流谐渡磁势平衡特点,提出将一个四线圈分时工作的推挽变压器等效为两个独立的变压器,分别建立这两个变压器的谐波电流损耗模型,从而获得整个变压器的线圈损耗建模方法,并据此提出通过这两个等效变压器测量推挽变...     

印制板(PCB)平面变压器设计及应用进展

与传统变压器相比,平面变压器具有体积小、集成度高、一致性好等优点,因此有望在平面化、小型化电子器件中得到广泛应用。印制板式(PCB)平面变压器在平面变压器中占据着举足轻重的地位。通过其相关方面的介绍,讨论了PCB平面变压器的结构和优势,分析了材料和器件设计的关系以及它的发展前景。     

一种测量小电流的PCB平面型Rogowski线圈

提出了一种用于小电流测量的印制电路板（PCB）平面型Rogowski线圈电流互感器,给出了其结构和工作原理,推导出了线圈互感系数的计算公式,并分析了其抗外磁场干扰的机理,设计了实验模型。测试结果显示:额定100 A的小电流测量准确度达到了0.2级,具有较强的抗电磁干扰能力和抗直流能力,适合作为电子式电能表和继电保护专用电流变换器,也可用于抗直流领域的小电流测量。这对于开发新型电流互感器具有积极的意义。     

基于平面变压器的LLC谐振变换器设计

LLC谐振变换器开关损耗低,工作频率高,能够满足高功率密度、高效率的指标要求,适用于车载DC/DC变换器.但是,LLC谐振变换器在低压大电流的重载工况下,品质因数较大,零电压开通(ZVS)难以实现,不利于效率的提升和电磁兼容(EMI)性能的优化.针对上述问题,对LLC谐振变换器死区内的工作模态进行时域分析,提出一种优化...     

PCB型Rogowski线圈的误差分析

影响PCB型Rogowski线圈测量准确性的因素是多方面的,主要对位置误差和干扰磁场产生的误差进行了分析.PCB Rogowski线圈具有离散的特征,当一次导体偏离理想位置时会产生输出误差.建立了严谨的误差计算数学模型,推导出了一次导体偏离理想位置时的感应电动势的计算公式,分析了线圈结构对误差的影响并给出了控制误差的方...     

平面变压器中并联绕组的设计

在低压大电流DC-DC模块电源中，经常使用并联绕组。由于电磁场的高频效应 (集肤和邻近效应)，可能导致电流在各并联绕组层中不均分，产生较高的交流电阻。本文提出使电流在各并联层中均分的绕组布置方法。并通过有限元分析软件和实验证实了所提出的绕组布置方法的正确性和有效性。     

一种基于PCB平面螺旋线圈的自补偿多中继无线电能传输系统设计

针对多中继无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统传输特性不明确,一体化中继线圈难以构建等问题,文中研究一种基于平面线圈的自补偿多中继WPT系统,可应用于高压输电系统数据采集模块供电等领域,能够有效提升传输效率。首先分析不同中继线圈个数条件下多中继系统在串联及其他补偿条件下的恒压或恒流输出特性;其次,阐明印刷电路板(printed circuit board,PCB)自补偿线圈中电感、电容参数设计方法;以优化线圈电阻为目标,提出一种设计PCB自补偿线圈的方法;最后,搭建一套基于PCB自补偿线圈、工作频率为1.67MHz、总传输距离为1.1m的多中继WPT系统实验平台。实验结果表明,所提方法能够有效改善多中继WPT系统性能。     

平面变压器中并联绕组的均流设计

在低压大电流DC／DC模块电源中，为了增加绕组的载流能力，经常使用并联绕组。由于电磁场的高频效应（集肤效应和邻近效应），可能导致电流在各并联绕组层中不均分，产生较高的交流电阻。该文基于绕组布置的结构对称性和并联绕组两端电压相等的原理，推导得到在所有偶数层中，使电流在各并联绕组中分布一致的绕组布置方法。并通过有限元分析软件和实验证实了此绕组布置方法的正确性和有效性。     

变压器线圈涡流损耗的混合算法

本文通过对变压器线圈载流导体涡流损耗的解析解和数值解的对比,提出了一种既节省计算时间,又有良好精度的适合于变压器线圈涡流损耗计算的新的混合算法,并以360 000kVA和17 000kVA两台三相电力变压器为例进行了计算。     

中心抽头变压器中并联绕组的均流设计

针对带中心抽头变压器在低压大电流场合应用时,并联绕组的布置方法对均流效果以及损耗的影响进行了研究。由于中心抽头变压器副边两个绕组是分时工作的,其并联绕组设计不同于单副边绕组变压器,不仅在并联绕组中存在电流不均分问题,而且邻近效应会在不工作绕组内产生涡流损耗。基于一维绕组模型和单副边绕组变压器并联绕组的均流方法,推导得到中心抽头变压器并联绕组的布置方法。该方法中参与工作的绕组的相对位置和单副边绕组一致,从而可使电流在并联绕组中均分,同时可减小不工作绕组由于邻近效应产生的涡流损耗。通过有限元分析和实验验证了该方法的正确性和有效性。     

印制板平面变压器及其设计方法

介绍印制板平面变压器的结构、特点及应用范围,推导出在满足一定温升条件下最小磁心结构常数的计算公式,在此基础上给出该变压器的设计方法,通过实例证实该方法的实用性,并给出结论。     

变压器导体中涡流损耗的数值计算

导体中的涡流损耗可以用求解二维正弦涡流方程的办法来算出。本文通过数值计算,给出工程上常用的一些不同尺寸比的导体在均匀磁场和直线分布的磁场内的涡流损耗曲线;并且探讨了处于实际变压器漏磁场中导体涡流损耗的算法,得出了需加电流约束的导体范围,为实际工程计算提供了依据。     

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术能有效减小变压器损耗以及尺寸,提高开关电源功率密度。通过线圈电流谐波分解及电磁场涡流方程,建立了高频功率变压器的一维涡流损耗模型,并应用于开关波形激励的高频功率变压器线圈,特别是里兹线线圈的优化设计。一个应用于输出双半波整流电路的中间抽头变压器线圈设计实验验证了优化设计的有效性。     

浅谈变压器内置调压绕组的环流损耗

本文中作者介绍了减少变压器内置调压绕组环流损耗的方法及适用范围。通过实例分析计算,验证了该方法的有效性。     

干式变压器箔绕导体三维涡流场与附加损耗的数值仿真研究

针对干式变压器箔绕导体具有面积大、厚度薄和激励与感应电流共存的特点分析,建立了绕组三维涡流场与等效电路计算模型,并利用场—路耦合方法对铜箔和铝箔两个方案的绕组涡流场、短路阻抗与附加损耗等性能参数进行了数值验证和优化分析.计算结果表明了方法的合理性,并由此获得了绕组漏磁场、导体涡流损耗分布规律和优化设计方案,为干式变压器设计和预防局部过热提供了一种有效的分析方法.     

电力变压器三维涡流场计算与屏蔽问题分析

针对大型电力变压器漏磁场及局部过热问题,笔者应用三维涡流场有限元分析方法对变压器夹件及油箱进行了漏磁场及涡流损耗计算,在此基础上分析了局部过热问题并给出了相应的屏蔽措施,对屏蔽效果的影响因素进行分析,为变压器屏蔽的合理设计提供了参考依据.