本文關(guān)鍵詞：基于iSIGHT軟件集成平臺的平面變壓器仿真與優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：隨著科技的發(fā)展,目前開關(guān)電源的發(fā)展逐漸趨向于小型化、高效率、重量輕等方面發(fā)展,然而由于傳統(tǒng)功率變壓器的體積、效率、重量等方面嚴重制約著電源的發(fā)展。對于傳統(tǒng)的功率變壓器,當頻率升高至100KHz時,其中的高頻效應(yīng)非常明顯,主要表現(xiàn)在集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng),因此增加了變壓器的損耗,效率明顯下降,為了避免這些問題,可以通過銅箔制作成繞組線圈或通過印制版印刷繞組線圈,結(jié)合平面磁芯制作成的平面變壓器,與傳統(tǒng)的變壓器相比,平面變壓器有著較多的優(yōu)點,例如造型低、受高頻效應(yīng)影響小、散熱性較好、功率密度高、效率高、使用頻率高等優(yōu)點,特別適用于高功率密度、高頻率開關(guān)電源中。自從20世紀80年代,IBM公司提出平面變壓器至今,十幾年中平面變壓器也得到了一定的發(fā)展,然而當開關(guān)電源的頻率越來越高時,平面變壓器的集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)也在一定程度上顯現(xiàn)出來,導(dǎo)致漏感和分布電容增大的現(xiàn)象,并且會產(chǎn)生影響開關(guān)電源安全運行的尖峰電壓,致使開關(guān)電源損壞,因此在平面變壓器設(shè)計時,必須考慮這些影響開關(guān)電源的寄生參數(shù)。本文即對平面變壓器的寄生參數(shù)進行詳細的分析,找出其中的設(shè)計變量,然后利用iSIGHT軟件集成平臺集成了Maxwell 3D電磁分析軟件和Saber電路仿真軟件,通過集成軟件進行仿真分析,得出平面變壓器的優(yōu)化設(shè)計方案。本文的主要工作內(nèi)容為:1)通過對平面變壓器的各種寄生參數(shù)的理論分析,然后根據(jù)平面變壓器的特殊結(jié)構(gòu)和繞制方法,以及結(jié)合對開關(guān)電源的危害,提出合理的改進措施,得出準確的等效電路。2)通過對平面變壓器集膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)的深入研究,發(fā)現(xiàn)電路中的各寄生元件之間會產(chǎn)生諧振,在變換器中開關(guān)元件兩端產(chǎn)生高壓尖峰,嚴重危害開關(guān)電源的運行安全,因此明確了本次平面變壓器的優(yōu)化方向,即為降低由于集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)所產(chǎn)生的尖峰電壓,且確定了優(yōu)化設(shè)計變量為初次級間的絕緣層的厚度。3)通過iSIGHT軟件集成平臺中集成了Maxwell 3D電磁分析軟件和Saber電路仿真軟件,利用集成平臺提供的優(yōu)化算法對平面變壓器進行迭代仿真,通過更改繞組初次級間的絕緣厚度,觀察尖峰電壓的值,當尖峰電壓的值達到最小時,即為最優(yōu)化的設(shè)計方案,最終達到優(yōu)化設(shè)計的目的。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM41

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本文編號：1205036