75-1013丁秀华-反激式平面变压器绕组交流损耗的分析.pptVIP

Contents Contents 研究背景 Contents 绕组电流 不同绕组布置下的损耗关系 不同绕组布置下的损耗关系 不同绕组布置下的损耗关系 Contents CCM和DCM下谐波分量的比较 CCM和DCM下谐波分量的比较 CCM DCM 计算和仿真 Contents Contents Conclusion （1）由于涡流场分析中通入的激励是一正弦激励，本文通过对反激变压器的绕组电流的交流分量分析，得出在涡流场求解中可类似于原副边同时工作的变压器分析。 （2）根据Dowell一维模型等效后一层绕组模型沿Z轴方向单位长度绕组的功率损耗表达式，得出了利用原副边绕组交叉换位技术也同样能减小反激变压器绕组交流损耗. （3）在相同输出功率下，反激变换器工作在DCM下的交流损耗比CCM下要大；DCM和CCM下交叉换位减少交流损耗的比例相近。 *南京航空航天大学 LOGO 反激式平面变压器绕组交流损耗的分析 丁秀华 南京航空航天大学 2008-11-17 1. 研究背景 2. 原理分析 3. 反激式变压器交流损耗分析 4. 实验验证 5. 结 论 1. 研究背景 2. 原理分析 3. 反激式变压器交流损耗分析 4. 实验验证 5. 结 论 研究背景 开关电源：高功率密度、 高开关频率、高效率、 低造型 传统绕线式变压器的缺点 平面变压器 适应当今开关电源短、小、轻、薄的发展趋势 ？ 体积大,重量重,效率低,不易集成 平面变压器结构 平面变压器 磁芯: 平面磁芯 绕组: PCB 绕组或铜箔 优点: 一致性好 高电流密度 低漏感 高效率 高功率密度 小型化 热传导性好 减少反激变压器的交流损耗？ 1. 研究背景 2. 原理分析 3. 反激式变压器交流损耗分析 4. 实验验证 5. 结 论 反激变压器原 副边绕组同时 存在交流电流 （ipAC、isAC） 在进行涡流场损耗分 析时，可以类似于原 副边同时工作的变压 器交流损耗分析 一层线圈模型 边界条件 沿Z轴方向单位长度线圈的功率损耗 其中： 表示线圈厚度， 为集肤深度 P1〉P2 + + + = 方案1 方案2 反激式平面变压器中利用原副边线圈交叉换位技术减少了线圈交流损耗！！ 1. 研究背景 2. 原理分析 3. 反激式变压器交流损耗分析 4. 实验验证 5. 结 论 CCM下： DCM下： CCM下电流各次谐波的峰值小于DCM下电流各次谐波峰值 斜率的大小决定了各次谐波的峰值 电流的峰值又决定了交流损耗 DCM比CCM具有更大的绕组交流损耗 ！ 在电感足够大的条件下H2的交流分量近似为零，所以交叉换位布局减小了H2的交流分量，从而减小了绕组的交流损耗。 DCM下H2的交流分量不为零 相比连续模式，断续模式下H的交流分量大于连续模式下H交流分量，所以DCM下变压器绕组交流损耗应该比CCM大。 表1 CCM下不同绕组布置交流损耗 207.75 208.23 269.65 272.07 总 4.2 4.28 12 12.53 ９ 0.079 0.08 0.218 0.23 ８ 6.02 6.12 15.8 16.49 ７ 0.121 0.123 0.30 0.31 ６ 9.75 9.87 21.85 22.63 ５ 0.215 0.217 0.424 0.437 ４ 21.64 21.74 35.97 36.74 ３ 0.697 0.698 0.94 0.95 ２ 165.03 165.104 182.14 181.75 基 仿真值 计算值 仿真值 计算值 有交叉换位单位长度损耗(mw) 无交叉换位单位长度损耗(mw) 谐波 表2 DCM下不同绕组布置交流损耗 340.47 341.17 456.69 461.74 总 4.21 4.28 12.45 12.53 ９ 4.98 5.07 13.77 14.32 ８ 6.02 6.12 15.85 16.48 ７ 7.46 7.57 18.34 19.06 ６ 9.91 10.02 22.17 22.98 ５ 13.62 13.71 26.79 27.61 ４ 22.30 22.36 36.97 37.79 ３ 44.20 44.24 59.65 60.21 ２ 227.8 227.80 250.7 250.76 基 仿真值 计算值 仿真值 计算值 有交叉换位单位长度损耗(mw) 无交叉换位单位长度损耗(mw) 谐波 1. 研究背景 2. 原理分析 3. 反激式变压器交流损耗分析 4. 实验验证 5. 结 论 3.47Ω 1.98Ω 短路电阻Rs