桥式拓扑开关变换器功率磁性元件损耗研究

发布时间：2020-08-21 14:48

【摘要】：功率磁性元件的可靠性对于高频开关变换器的稳定工作至关重要,磁性元件的磁损耗直接影响着高频开关变换器的性能,本文主要研究桥式拓扑开关变换器功率磁性元件上的损耗。针对磁性元件的磁损耗,本文详细阐述了磁芯损耗的组成部分:磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗并给出了它们的物理机理,给出正弦磁损分离模型。在高频开关变换器中,功率磁性元件上承受激励波形通常包含零电压阶段,传统文献认为零电压阶段磁性元件上无损耗产生,然而事实并非如此。本文针对桥式拓扑开关变换器,研究对称死区方波激励下全桥变换器零电压阶段功率磁性元件上的磁损耗,建立全桥变换器磁芯损耗模型,引入松弛效应的概念,提出磁滞损耗增量模型,给出零电压阶段磁芯额外损耗的来源及产生原因。本文通过比较传统磁芯损耗测试方法,结合实验室现有条件选取精度较高的功率分析仪测量法作为实验测试方案,通过上位机软件ArbExpress软件编辑波形激励模拟开关变换器中磁芯实际工作状态,搭建全桥磁芯损耗实验平台。以Ferrcube公司的铁氧体磁环TN32/19/13(3F3)和TX40/24/16(3C90)为例,在磁滞损耗增量模型的基础上,以实验数据为基础分析零电压阶段额外损耗的影响因素,给出零电压阶段额外磁通密度增量随占空比的变化趋势,分析磁通密度变化量(35)B和磁通密度变化率dB/dt对松弛效应的影响,扩充了现有的磁芯损耗模型,给工程师们优化高频开关变换器设计提供了新的思路和参考。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM46
【图文】：

士研究生学位论文 第二章100 ≈103电阻率会随着温度的升高而逐渐降低，室温(20℃)100℃时则变为 1 m 故而温度和频率对磁性材料的常工作，需要控制磁芯内的温度在合理的范围之内电阻率的随温度以及频率的变化使得建立一个精确下都会随机选取一个合适的经验值去计算涡流损耗

全桥变换器涡流损耗与占空比的关系图

图 3.10 对称死区方波激励电压 u2 电流 i1显示的是对称死区方波下磁环 TX36/23/36(3F3)的原 97.5mm2，施加电压激励波形频率为 100kHz，磁边电压 的波形，绿色波形表示原边电流 的波形内电流瞬时的下降，电流的下降引起了磁场强度HΔHΔBBS

【参考文献】

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本文编号：2799509