在通信基站、服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、雷達、航空航天等應(yīng)用領(lǐng)域,效率和功率密度已經(jīng)成為DC/DC變換器的關(guān)鍵指標(biāo)。應(yīng)用寬禁帶器件和高效率拓撲,通過提高工作頻率以減小無源器件和散熱器的體積,在維持較高效率的同時提高變換器的功率密度變得可能。然而,提高工作頻率意味著集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)對平面變壓器的影響變大。這些高頻效應(yīng)所產(chǎn)生的漏感、寄生電容、交流電阻等將影響平面變壓器的效率及工作性能。因此研究高頻下平面變壓器的寄生參數(shù)、損耗分布及集成化等具有重要意義。本文基于傳統(tǒng)平面變壓器,針對高頻半橋LLC諧振變換器應(yīng)用,結(jié)合有限元分析軟件Maxwell 3D,探討了一種高效率高功率密度平面變壓器的設(shè)計方法與具體實現(xiàn)。對平面變壓器的漏感、寄生電容計算、繞組損耗模型及磁集成方法等關(guān)鍵問題進行了分析。本文主要工作如下:(1)建立了平面變壓器的一種繞組損耗模型。該模型適用于任意匝數(shù)的圓形PCB繞組。基于此模型,可得到每匝繞組的寬度最優(yōu)解及原副邊繞組的銅厚最優(yōu)解。(2)提出了平面變壓器的一種層間寄生電容計算方法。該方法通過計算兩層PCB繞組之間存儲的能量得到較為精確的寄生電容值,適用于兩層PCB繞組同向或反向情況。(3...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 高功率密度DC/DC變換器行業(yè)需求
        1.1.2 應(yīng)用寬禁帶器件及高效率拓撲
        1.1.3 應(yīng)用平面磁技術(shù)
    1.2 平面變壓器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計指標(biāo)
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 LLC諧振變換器工作原理與平面變壓器理論分析
    2.1 LLC諧振變換器工作原理
        2.1.1 LLC諧振變換器拓撲結(jié)構(gòu)
        2.1.2 LLC諧振變換器模態(tài)分析
    2.2 平面變壓器結(jié)構(gòu)與高頻模型
    2.3 平面變壓器關(guān)鍵寄生參數(shù)
        2.3.1 漏感
        2.3.2 寄生電容
        2.3.3 對LLC諧振變換器的影響
    2.4 平面變壓器損耗分析
        2.4.1 磁芯損耗
        2.4.2 繞組損耗
        2.4.3 過孔損耗
    2.5 傳統(tǒng)平面變壓器分析及改進
    2.6 本章小結(jié)
第三章 平面變壓器關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計
    3.1 平面變壓器漏感計算
    3.2 平面變壓器繞組損耗模型
        3.2.1 單匝銅箔繞組直流電阻模型
        3.2.2 兩匝銅箔繞組直流電阻模型
        3.2.3 多匝銅箔繞組直流電阻模型
        3.2.4 銅箔繞組交流電阻模型
    3.3 平面變壓器寄生電容計算
        3.3.1 層間寄生電容計算
        3.3.2 原副邊繞組間寄生電容計算
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高效率高功率密度平面變壓器實現(xiàn)與仿真
    4.1 高效率高功率密度平面變壓器實現(xiàn)
        4.1.1 矩陣變壓器磁集成實現(xiàn)
        4.1.2 矩陣變壓器屏蔽層實現(xiàn)
        4.1.3 高效率高功率密度平面變壓器硬件實現(xiàn)
    4.2 高效率高功率密度平面變壓器仿真
        4.2.1 磁仿真軟件原理
        4.2.2 寄生參數(shù)提取
        4.2.3 變壓器損耗分布
    4.3 本章小結(jié)
第五章 高效率高功率密度平面變壓器實測與結(jié)果分析
    5.1 高效率高功率密度平面變壓器測試平臺
        5.1.1 功率級及驅(qū)動電路設(shè)計
        5.1.2 變壓器設(shè)計
    5.2 高效率高功率密度平面變壓器性能測試及分析
        5.2.1 關(guān)鍵節(jié)點波形測試分析
        5.2.2 效率測試分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間成果



本文編號：3965070