CLLLC变换器因其宽电压范围、高功率密度、高效率和低电磁干扰而备受关注。现有CLLLC变换器的变压器损耗计算方法准确性不足,其解析设计方法未考虑交流电阻系数和填充系数等变量对效率优化的限制,并且未虑及励磁频率对优化设计通用性的...CLLLC变换器因其宽电压范围、高功率密度、高效率和低电磁干扰而备受关注。现有CLLLC变换器的变压器损耗计算方法准确性不足,其解析设计方法未考虑交流电阻系数和填充系数等变量对效率优化的限制,并且未虑及励磁频率对优化设计通用性的限制。因此,该文提出一种提升CLLLC变换器效率的变压器解析设计方法,并构建变压器本质设计变量的闭合优化方程。首先,基于面积积法和绕组匝数推导了独立磁通密度的磁心损耗通用性模型;其次,通过等效面积模型、涡流效应正交性和开尔文函数线性等效推导了近似修正Ferreira模型,提高了绕组损耗预测精度。该方法考虑了交流电阻系数和填充系数的优化过程,保证了设计方法的优化性;然后,研究了励磁频率对变压器优化设计的约束条件,拓展了近似修正Ferreira模型适用条件,并且保证了设计方法的通用性;最后,利用变压器解析设计方法构建了CLLLC变换器的变压器优化设计流程,并基于最佳方案制作了一台120 W/48 V CLLLC实验样机,通过实验验证了所提高频变压器优化解设计方法的有效性。展开更多
文摘CLLLC变换器因其宽电压范围、高功率密度、高效率和低电磁干扰而备受关注。现有CLLLC变换器的变压器损耗计算方法准确性不足,其解析设计方法未考虑交流电阻系数和填充系数等变量对效率优化的限制,并且未虑及励磁频率对优化设计通用性的限制。因此,该文提出一种提升CLLLC变换器效率的变压器解析设计方法,并构建变压器本质设计变量的闭合优化方程。首先,基于面积积法和绕组匝数推导了独立磁通密度的磁心损耗通用性模型;其次,通过等效面积模型、涡流效应正交性和开尔文函数线性等效推导了近似修正Ferreira模型,提高了绕组损耗预测精度。该方法考虑了交流电阻系数和填充系数的优化过程,保证了设计方法的优化性;然后,研究了励磁频率对变压器优化设计的约束条件,拓展了近似修正Ferreira模型适用条件,并且保证了设计方法的通用性;最后,利用变压器解析设计方法构建了CLLLC变换器的变压器优化设计流程,并基于最佳方案制作了一台120 W/48 V CLLLC实验样机,通过实验验证了所提高频变压器优化解设计方法的有效性。
