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一种电流密度均匀分布的平面变压器绕线宽度优化方法
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作者 安少亮 吴庆 +2 位作者 王博彦 徐义轩 吴红飞 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1816-1827,共12页
针对平面变压器印制电路板(PCB)绕组每层绕线温度分布不均与损耗大的问题,该文提出一种电流密度均匀分布的平面变压器绕线宽度优化方法。首先,详细讨论了PCB绕组电流密度有效值的时不变性与计算方法,分析了交直流电阻的数学关系。然后,... 针对平面变压器印制电路板(PCB)绕组每层绕线温度分布不均与损耗大的问题,该文提出一种电流密度均匀分布的平面变压器绕线宽度优化方法。首先,详细讨论了PCB绕组电流密度有效值的时不变性与计算方法,分析了交直流电阻的数学关系。然后,推导了环形绕组直流电阻的表达式,利用数学归纳法详细证明了电流密度分布均匀时环形绕组内外径之比的约束条件,并给出了考虑绕组间隙的绕组宽度修正公式,揭示了电流密度有效值与绕组损耗同时最优的内在联系。最后,基于六路绕组输出反激变换器的标准型号磁心,采用两种绕组宽度排布方法对变压器的电流密度、绕组损耗和发热情况进行对比分析,通过有限元仿真与实验验证了所提的绕组电流密度分布均匀时PCB绕组宽度设计方法的正确性与普适性。 展开更多
关键词 平面变压器 绕组内外径等比 电流密度 数学归纳法
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一种双管正激变换器高频平面变压器设计实现
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作者 孙百军 许政 方超 《磁性材料及器件》 CAS 2024年第6期70-74,共5页
根据双管正激同步整流电路预期特性指标需求,综合考虑电路开关频率、变压器体积、损耗和温升等因素,给出了变换器电路中平面变压器的详细设计方案。首先介绍了电路原理和设计参数指标要求,然后给出了参数计算与设计,包括设定磁通密度变... 根据双管正激同步整流电路预期特性指标需求,综合考虑电路开关频率、变压器体积、损耗和温升等因素,给出了变换器电路中平面变压器的详细设计方案。首先介绍了电路原理和设计参数指标要求,然后给出了参数计算与设计,包括设定磁通密度变化量、磁芯选择、确定变压器绕组匝数。接着介绍了其他设计考虑因素,包括磁芯安全性、励磁电流占比、变压器损耗及磁心温升。最后采用Ansys/Icepak有限元分析软件建模,分析了变压器绕组和磁芯的温升在合理范围内。基于此,制备了变压器样件,实测结果表明变压器的电气性能参数满足设计要求,研制样件测试结果证明了变压器设计合理、有效。 展开更多
关键词 正激变换器 平面变压器 磁芯
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本安技术用可靠隔离平面变压器的一种新型评定方法研究
3
作者 胡捷 《流体测量与控制》 2024年第4期45-47,65,共4页
传统漆包线绕制变压器用作本质安全可靠隔离器件时,存在评定方法不足的问题,因此引出将平面变压器用作可靠隔离器件的思路,并针对平面变压器的特点,提出一种采用计算分析代替型式试验的新型评定方法,同时给出隔离间距的判定方法。理论... 传统漆包线绕制变压器用作本质安全可靠隔离器件时,存在评定方法不足的问题,因此引出将平面变压器用作可靠隔离器件的思路,并针对平面变压器的特点,提出一种采用计算分析代替型式试验的新型评定方法,同时给出隔离间距的判定方法。理论分析表明,该种新型评定方法可用于判断平面变压器的可靠隔离性能。 展开更多
关键词 平面变压器 电气绝缘耐热等级 本质安全 可靠隔离
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平面变压器中并联绕组的均流设计 被引量:17
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作者 旷建军 阮新波 任小永 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第14期146-150,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 平面变压器 并联绕组 交流电阻 绕组布置
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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 被引量:5
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作者 毛行奎 陈庆彬 陈为 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2008年第1期30-34,66,共6页
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。... 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。 展开更多
关键词 平面变压器 并联PCB线圈 线圈交流损耗 功率变换
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开关电源高频功率平面变压器热设计研究 被引量:9
6
作者 毛行奎 陈为 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期21-25,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 开关电源 平面变压器 热设计 线圈损耗 磁芯损耗
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印制板平面变压器及其设计方法 被引量:11
7
作者 李建兵 牛忠霞 +1 位作者 周东方 师宇杰 《电气应用》 北大核心 2006年第2期50-54,共5页
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。
关键词 平面变压器 印制板 设计
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印制板(PCB)平面变压器设计及应用进展 被引量:15
8
作者 黄鑫 耿涛 +5 位作者 陈月 杨彦波 杨苗苗 陈鹏 周胜强 刘先松 《磁性材料及器件》 北大核心 2014年第5期72-77,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 印制板式(PCB)平面变压器 磁芯材料 PCB板设计
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平面变压器及平面集成磁技术 被引量:3
9
作者 于庆广 宾雄辉 +1 位作者 王晓慧 杨玉岗 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期859-863,共5页
采用平面变压器和平面集成磁技术可以显著降低磁性器件的高度,减小磁性器件的体积和重量,提高磁性器件的功率密度,可以实现开关电源"轻、小、薄"的要求.本文综述了平面变压器的现状和磁集成技术,介绍了最新的亚微米平面变压... 采用平面变压器和平面集成磁技术可以显著降低磁性器件的高度,减小磁性器件的体积和重量,提高磁性器件的功率密度,可以实现开关电源"轻、小、薄"的要求.本文综述了平面变压器的现状和磁集成技术,介绍了最新的亚微米平面变压器的制备和特点,提出了研究平面集成磁件需要解决的关键技术问题.最后,对平面集成磁技术进行了展望. 展开更多
关键词 平面变压器 亚微米变压器 平面集成磁件
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平面变压器任意并联PCB线圈损耗建模及设计软件开发 被引量:7
10
作者 毛行奎 陈为 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第30期49-55,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 平面变压器 PCB线圈 线圈涡流损耗 功率变换
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开关电源中的平面变压器技术与应用 被引量:8
11
作者 梁琦 曾庆轩 《科技导报》 CAS CSCD 2007年第16期73-78,共6页
对开关电源中的平面变压器技术进行了较全面的综述。介绍了平面变压器的结构特点,分析了平面变压器的优势与不足之处,总结了平面变压器的分类,并指出了平面变压器的设计方法,最后对平面变压器技术进行了展望。
关键词 平面变压器 PCB绕组 交叉结构
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高频平面变压器涡流效应虚拟仿真实验设计 被引量:2
12
作者 汶涛 诸文智 +1 位作者 张超 明正峰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第6期134-137,共4页
电源作为重要的电力设备,随着社会发展和技术革新对电源的器件选型、集成度和性能参数提出了更高的要求。高频化、小型化是电源发展和设计的方向。变压器作为其中的核心元器件,降低自身的涡流损耗是设计的关键。针对现有电气类课程存在... 电源作为重要的电力设备,随着社会发展和技术革新对电源的器件选型、集成度和性能参数提出了更高的要求。高频化、小型化是电源发展和设计的方向。变压器作为其中的核心元器件,降低自身的涡流损耗是设计的关键。针对现有电气类课程存在的实验内容陈旧、验证性实验为主等问题,探索基于有限元软件Ansys Maxwell设计高频平面变压器涡流损耗虚拟仿真实验。虚拟仿真作为传统实验教学内容的有效补充,使学生可直观地学习平面变压器涡流损耗特性及分析方法,激发学生探究问题的兴趣,同时帮助学生加强对电力电子技术理论知识的理解,对后续专业课程的开展、学生自主学习和实践能力的提高均有很好的推动作用。 展开更多
关键词 高频 平面变压器 涡流损耗 虚拟仿真实验
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大功率平面变压器的计算与实验 被引量:1
13
作者 潘如政 赵争菡 +4 位作者 李敏堂 朱洪文 宋金玲 凌跃胜 汪友华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期441-444,共4页
变压器是电力电子设备中比较重要的部件之一,变压器的特性影响电力电子设备的性能,因此对变压器特性的研究非常重要。根据实验室自制的平面变压器,应用MagNet软件计算变压器的交流电阻及漏感,并且建立了正弦波下变压器特性测量平台。测... 变压器是电力电子设备中比较重要的部件之一,变压器的特性影响电力电子设备的性能,因此对变压器特性的研究非常重要。根据实验室自制的平面变压器,应用MagNet软件计算变压器的交流电阻及漏感,并且建立了正弦波下变压器特性测量平台。测量结果和计算结果接近,并且获得了平面变压器的损耗,平面变压器的最高效率可达99%。最后进行了脉冲电压下的效率测量。 展开更多
关键词 平面变压器 漏感 损耗 铁氧体 效率
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高频平面变压器技术研究 被引量:3
14
作者 孟颖悟 孙立萌 +1 位作者 田育新 韩敏 《航空计算技术》 2010年第6期107-109,共3页
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... 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%。 展开更多
关键词 平面变压器 线圈损耗 绕组结构
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基于软件集成平台的平面变压器优化设计 被引量:1
15
作者 陆治国 舒畅 林风 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期21-24,共4页
针对平面变压器绕组特殊结构,提出了一种基于iSIGHT软件集成平台的平面变压器优化设计方法。将电磁仿真软件Maxwell 3D和电路仿真软件Saber通过优化软件iSIGHT进行集成,研究了平面变压器的寄生效应,通过改变平面变压器原边与副边绕组之... 针对平面变压器绕组特殊结构,提出了一种基于iSIGHT软件集成平台的平面变压器优化设计方法。将电磁仿真软件Maxwell 3D和电路仿真软件Saber通过优化软件iSIGHT进行集成,研究了平面变压器的寄生效应,通过改变平面变压器原边与副边绕组之间的绝缘层厚度,调节绕组各寄生参数的大小,实现了降低危及开关安全运行的电压尖峰,改善开关电源的性能,最终获得平面变压器的最优设计,并通过仿真分析来验证理论分析的正确性。 展开更多
关键词 平面变压器 寄生参数 iSIGHT软件 优化设计
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基于BP神经网络的平面变压器寄生参数预测 被引量:3
16
作者 范卿 李建兵 +1 位作者 赵豫京 鲁艳 《信息工程大学学报》 2016年第2期146-149,170,共5页
平面变压器的结构与寄生参数具有复杂的非线性关系,难于精确建模计算。基于BP神经网络,以试验数据为基础,建立了平面变压器的结构和寄生参数的映射模型。运用该模型对平面变压器的部分寄生参数进行了预测,预测精度满足工程实际需要。并... 平面变压器的结构与寄生参数具有复杂的非线性关系,难于精确建模计算。基于BP神经网络,以试验数据为基础,建立了平面变压器的结构和寄生参数的映射模型。运用该模型对平面变压器的部分寄生参数进行了预测,预测精度满足工程实际需要。并对平面变压器结构与寄生参数的关系,运用该模型进行了分析,较好地反映出该变压器结构与部分寄生参数之间的非线性关系。预测结果对平面变压器的设计有较大的指导意义。 展开更多
关键词 平面变压器 寄生参数 神经网络
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平面变压器绕组损耗改进二维混合计算方法 被引量:1
17
作者 赵志刚 张学增 +2 位作者 赵瑞 毕紫莉 徐海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期4069-4078,共10页
高频下绕组损耗的快速计算方法对平面变压器精细化设计和优化有着至关重要的作用。对于垂直方向与水平方向同时存在交叉换位结构的平面变压器,其绕组损耗无法通过一维解析模型计算得到。为解决这一适用性问题,该文提出一种改进二维混合... 高频下绕组损耗的快速计算方法对平面变压器精细化设计和优化有着至关重要的作用。对于垂直方向与水平方向同时存在交叉换位结构的平面变压器,其绕组损耗无法通过一维解析模型计算得到。为解决这一适用性问题,该文提出一种改进二维混合计算模型,从涡流场求解角度对绕组损耗进行计算。该模型将高度方向磁场强度考虑在内,在磁准静态假设以及二维假设基础上,以电流密度与磁场强度为变量对电磁场边值问题进行完全表述,并通过矩量法将电磁场边值问题转化为线性方程组求解问题。通过该文方法所建立线性方程组系数矩阵具有阶数较低,且不随剖分节点、单元数增加而增加的优点,达到确保一定计算精度的前提下有效节约计算成本的目标。搭建原副边匝数比为2:2的交叉结构平面变压器实验模型,对该文方法的有效性进行验证。 展开更多
关键词 平面变压器 绕组损耗 二维模型 边值问题 矩量法
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LLC平面变压器绕组损耗与漏感改进有限元计算方法 被引量:4
18
作者 赵志刚 张学增 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期6204-6215,共12页
有限元法常被用于平面变压器绕组损耗、漏感等参数的精准计算。然而,受到计算与存储成本的限制,在设计周期较为紧张的条件下,可精确计算的设计方案数量有限,增加了将局部最优点选为最终设计方案的风险。为缩减有限元法的计算与存储成本... 有限元法常被用于平面变压器绕组损耗、漏感等参数的精准计算。然而,受到计算与存储成本的限制,在设计周期较为紧张的条件下,可精确计算的设计方案数量有限,增加了将局部最优点选为最终设计方案的风险。为缩减有限元法的计算与存储成本,该文针对有限元法资源占用较大的线性方程组构建与求解这一过程进行改进。首先,通过分析平面变压器磁场强度分布规律,依据边缘效应影响强弱,将求解区域划分为强边缘效应区域与弱边缘效应区域;其次,引入更为契合弱边缘效应区域的一维线性单元,从而减少描述求解域场量的节点数与单元数,进而减少线性方程组系数矩阵阶数,达到节约计算与存储资源的目的;再次,通过调节相邻单元节点分布规律,解决由于引入一维线性单元而产生的单元兼容、系数矩阵构建等问题;最后,搭建平面变压器模型,通过对比绕组损耗、漏感的实验值与计算值以及对比该文方法与有限元法计算、存储成本,验证了该文方法的有效性。 展开更多
关键词 平面变压器 有限元法 绕组损耗 漏感 数值计算
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高频平面变压器绕组损耗分析及参数优化设计 被引量:5
19
作者 徐祯祥 徐秀华 +2 位作者 王令岩 张益齐 赵絮 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期178-185,共8页
针对高频电源变换技术的需求,分析了高频工作条件下,铜箔绕组的交流阻抗、结构参数和绕制方式对平面变压器损耗的影响,研究了并联绕组结构的损耗特征及影响因素。根据研究和仿真分析结果,提出了高频工作条件下低损耗平面变压器绕组的几... 针对高频电源变换技术的需求,分析了高频工作条件下,铜箔绕组的交流阻抗、结构参数和绕制方式对平面变压器损耗的影响,研究了并联绕组结构的损耗特征及影响因素。根据研究和仿真分析结果,提出了高频工作条件下低损耗平面变压器绕组的几种结构优化设计方案,并进行了Maxwell 3D仿真对比分析。研制完成了高频平面变压器样机,最后进行了变压器的参数测试及分析和相应的电源变换模块带载试验,得到了效率最高、温升最低及变化最平稳的平面变压器绕组设计方案。结果表明,并联绕组交叉结构能够减小变压器高频损耗、降低温升和提高效率。 展开更多
关键词 平面变压器 绕组损耗 交叉绕组 温升
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一种应用于开关电源的高频平面变压器的设计 被引量:3
20
作者 张天弋 林辉 《电源技术应用》 2008年第9期47-49,共3页
介绍了高频平面变压器的特点和在高功率密度开关电源中的应用,详细的说明了一种高频平面变压器的设计过程,包括参数的计算和绕组的制作。最后通过试验验证了这种平面变压器符合设计性能要求。
关键词 平面变压器 开关电源 功率密度 绕组
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