本文關(guān)鍵詞：高頻電源場路耦合仿真及實驗研究　出處：《湖北工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：為了給用戶很好的使用體驗,工程師將產(chǎn)品的模型設(shè)計從體積上做了優(yōu)化,與此同時,為了充分的實現(xiàn)能源的的高效利用,工程師也在尋求更為節(jié)能的設(shè)計方案。在含有磁性元件的產(chǎn)品中,其產(chǎn)品的體積主要受磁性元器件體積大小限制,在體積設(shè)計上對產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計,需要從磁性器件的體積優(yōu)化著手。本文以反激式高頻電源為對象,運用場路耦合的方法,主要研究高頻變壓器的三個問題:(1)基于有限元分析不同信號的磁芯的磁飽和程度、損耗及溫升;(2)高頻環(huán)境下的繞組銅耗優(yōu)化問題;(3)基于場路耦合完成電源電路的設(shè)計。本文首先在磁芯窗口面積法的基礎(chǔ)上進行高頻變壓器磁芯選型以及繞組匝數(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計;通過有限元單元法以及聯(lián)合仿真的途徑對變壓器結(jié)構(gòu)進行磁飽和的仿真,從而對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行評估;在磁場仿真中,通過理想工作環(huán)境下的評估不同磁芯的所構(gòu)成的模型的鐵耗、溫升,從而研究不同磁芯的高頻特性;利用Simplorer將變壓器模型導入理想的反激式開環(huán)電路中,聯(lián)合電路的工作模式和磁性模型進行仿真;通過實驗室現(xiàn)有設(shè)備,進行了磁飽和和相關(guān)的磁芯參數(shù)的實驗。隨著頻率的增加,不能忽視趨膚效應和鄰近效應對于繞組的銅損的影響,其中對繞組的交流損耗影響明顯,從改點進一步研究,通過聯(lián)合仿真以及有限元分析得出當頻率和外部電路一定時,繞組銅損與所選線徑的變化存在最小值的結(jié)論;當保證繞組的總截面積不變時,研究采用多股并繞以減少交流損耗的方法,從而發(fā)現(xiàn)總截面積一定時,繞組的并繞根數(shù)在不同的頻率下的表現(xiàn)能力不同,在一定范圍內(nèi)并繞根數(shù)能夠減少繞組的交流損耗,,當工作頻率大于該范圍的頻率時,不并繞結(jié)構(gòu)反而比并繞結(jié)構(gòu)更能夠減少交流損耗;針對一臺100W的反激式變壓器,優(yōu)化磁芯型號、繞組結(jié)構(gòu)進行有限元分析,并對比了優(yōu)化前后繞組的損耗。最后,基于場路耦合法建立一個100W電源電路,在仿真平臺上驗證研究方法的合理性。
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN86

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本文編號：1332034