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。

高频开关电源中间抽头变压器线圈损耗的建模及其应用

中间抽头变压器由于两个副边线圈是分时工作,其线圈损耗模型不同于无抽头原副边线圈同时工作的变压器。本文采用线圈电流谐波分解和线圈窗口磁势分析的方法对中间抽头变压器线圈损耗进行建模和分析,结果表明变压器奇次电流的磁势在原副边线圈间平衡,偶次电流的磁势在副边两个线圈间平衡。该模型的建立有助于中间抽头变压器线圈的优化设计,中间抽头引出线设计以及线圈损耗的测量。在一个3kW变压器设计上的应用验证了模型的有效指导意义。

平面变压器任意并联PCB线圈损耗建模及设计软件开发

平面变压器并联PCB线圈的载流能力须通过建立线圈损耗模型及开发的相应软件,才能得到有效提高。基于涡流场场控方程与回路电压平衡原理,建立了任意并联长形和环形PCB线圈涡流损耗解析模型。根据线性系统叠加原理,进一步提出适用于任意连接方式的线圈损耗模型显式化处理方法及系统化编程算法,开发出具有友好人机界面的线圈损耗设计与分析软件。实验验证了损耗模型和算法是正确的。而系统化和实验相结合的方法验证开发的软件也是正确的,为设计高性能的并联PCB提供了强有力工具。

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。

反激式变换器的变压器线圈涡流损耗机制分析与新型损耗模型

反激变换器的变压器线圈涡流损耗为高频功率磁元件线圈技术的研究热点之一。在已有研究基础上,应用电磁场有限元仿真以及通过分解线圈电流分析了反激变换器的变压器线圈涡流损耗机制,发现其线圈窗口磁场兼有电感器和变压器磁场的特征。据此机制,研究了减小其线圈涡流损耗的方法,指出该方法的有效性取决于线圈窗口磁场的构成。通过研究其线圈窗口磁场的正交性,进一步提出一种新型反激变换器的变压器线圈损耗解析模型。有限元数值仿真验证了研究结果的正确性。

设计磁压以减小高频电感器线圈损耗技术的研究

应用有限元仿真软件研究了高频开气隙功率电感器线圈窗口磁场特征及其引起原因.研究结果表明,气隙(磁压)位置对电感器线圈窗口磁场分布有重要影响,进而严重影响线圈涡流损耗.提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的设计方法,对一些采用标准化以及非标准化磁芯的高频功率电感器线圈涡流损耗进行了分析与设计,并给出设计准则.有限元仿真验证了该设计方法可以有效、方便地指导减小高频电感器线圈涡流损耗的研究.

大功率平衡电抗器线圈功率损耗分析计算

在分析平衡电抗器在谐波注入电路中的工作原理基础上,提出计算平衡电抗器线圈功率损耗的方法,应用Matlab编写程序并进行实例计算。对影响线圈涡流损耗的因素进行了定量的分析,为大功率平衡电抗器的热设计提供了依据。

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。

交流接触器线圈功率损耗测量结果的不确定度评定

按照IEC 60947 4-1:2012标准《低压开关设备和控制设备第4-1部分:接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》的检定规程,依据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的标准规定,对低压电器类交流接触器的线圈功率损耗测量结果的不确定度进行了详细评定。通过对标准不确定度、合成不确定度以及扩展不确定度的评定,给予了明确的阐述。

基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输

针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化电机线圈损耗率,实现多自由度电机无线电能传输优化。实验结果表明,应用该方法后,多自由度电机的电能输出功率达到了893 W,传输效率提升了0.10以上,提高了电能输出功率和传输效率,方法有效,具备可行性。

大型电力变压器漏磁场及附加损耗的研究

针对１台５０ＭＶＡ电力变压器负载损耗超标和局部过热的问题，通过建立可解的数学物理模型，利用计算机和有限元方法对线圈漏磁场、线圈涡流损耗和结构件杂散损耗进行了线圈不同安匝布置的三个方案的计算，并对计算结果进行了比较和分析，确定了一种使其所产生的线圈漏磁场分布合理和变压器附加损耗较小的线圈安匝布置方案，成功地解决了负载损耗超标和局部过热的问题，并得出了在变压器工程设计中具有参考价值的结论。

基于Maxwell软件的耦合线圈设计与优化

无线电力传输系统的效率很大程度上取决于两个线圈中的损耗。而线圈中的损耗主要是与线圈本身参数及两线圈耦合系数有关。文章通过Maxwell软件对耦合线圈结构进行设计和优化,以达到在耦合线圈距离相同情况下耦合系数最优的目的,从而提高系统的效率及稳定性。

多通道交错并联反激变换器磁集成技术研究

采用谐波分解方法揭示了电压调整模块电感耦合带来通道电流谐波消除的内在机理。在反激变换器中,交流线圈损耗可由变压器分量损耗和电感器分量损耗2部分组成。在中小功率场合,变压器的电流纹波较大,电感器分量带来严重的气隙扩散磁通效应往往成为线圈涡流损耗的主要因素,因此,结合多通道耦合电感技术和反激变压器的线圈损耗特点,提出多通道交错并联反激变换器磁集成技术,以减小电流纹波,改善线圈的电感器分量损耗和磁芯损耗,并通过理论分析和实验加以证明。

开关电源高频功率平面变压器热设计研究

高功率密度要求和高频下涡流损耗(包括磁芯和线圈的涡流损耗)的急剧增大对高频功率平面变压器的热设计带来巨大挑战。通过分析平面变压器热传递特性,提出一种可分别计算线圈和磁芯温升的热模型及其建模方法。此外,根据铁氧体磁芯的损耗温度特性,还提出一种平面变压器温度设计准则。实验证明提出的热模型具有足够高的工程精度,而提出的温度设计准则可使变压器具有良好的热稳定性,从而改善了平面变压器热性能。

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。

高频平面变压器技术研究

通过对平面变压器损耗分析及其不同绕组结构构造技术研究,采用多层交错换位绕组结构,设计了适用于有源箝位软开关变换器的PSSP结构平面变压器。将研制的平面变压器应用于100W高密度DC/DC模块,经实验验证,该变压器总损耗仅为1.3W,并且与传统的变压器比较,体积减小了46.6%,高度减小了68%。

采用新型双绞铜箔的变压器线圈交流损耗建模与分析

提出一种应用于低压大电流高频开关电源功率变压器的新型双绞并联铜箔线圈.由于铜箔双绞并联,铜箔间的电流及电流密度均匀,从而减小了并联线圈的交流损耗.与线圈的交错结构比较,双绞铜箔并联结构线圈的变压器具有最小的原副边耦合电容.通过建立一维涡流模型,对新型双绞铜箔进行交流损耗分析,分析结果表明铜箔绞绕方案能有效减小线圈损耗.

基于非晶电子变压器的低功耗电能表研究

从原理上研究了一种非晶电子变压器在降低电能表功耗上的应用,从常规变压器原理、非晶变压器应用、非晶变压器性能对比等几个方面研究了非晶变压器的优势,指出其在降低电能表功耗设计上的广泛应用前景。

高效的功率因数校正轭流圈

英国MMG MagDev公司研发了一款高效紧凑型功率因数校正轭流圈，可应用于500W以下的电源系统中。这一轭流圈采用优质电磁材料，并对传统的线圈设计进行优化，使线圈分布电容减小，线圈损耗和工作温升降低，耐温和阻燃性能提高。