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一种考虑损耗与寄生参数的LLC四元平面矩阵变压器集成优化设计
1
作者
姜盟瀚
伍群芳
+2 位作者
王勤
孙志峰
吕晖
《电工技术学报》
北大核心
2025年第10期3195-3208,共14页
LLC变换器因其出色的软开关性能与低输出阻抗被广泛地应用于电池储能变换器的功率级。在低压大电流工况下,LLC二次侧多采用矩阵变压器降低电流应力。在实际电路中,矩阵变压器体积占整个主功率部分25%左右,严重制约了装置功率密度的提高...
LLC变换器因其出色的软开关性能与低输出阻抗被广泛地应用于电池储能变换器的功率级。在低压大电流工况下,LLC二次侧多采用矩阵变压器降低电流应力。在实际电路中,矩阵变压器体积占整个主功率部分25%左右,严重制约了装置功率密度的提高。且传统分立绕线式矩阵变压器寄生参数不可控,导致LLC输出电压跌落及开关尖峰,降低了装置可靠性。该文提出一种考虑损耗与寄生参数的LLC四元平面矩阵变压器集成优化设计方法。首先,基于四元集成磁心磁通分布特性提出分布式磁心损耗计算方法,建立变压器精确损耗模型。其次,通过建立变压器寄生电感和寄生电容求解模型,确定变压器结构参数与寄生参数的映射关系,实现了变压器损耗、寄生电感、寄生电容流程化解耦设计,在保证变压器高效运行前提下寄生参数可控。最后,通过有限元仿真验证并搭建了两台250 W/3.3 V/48 V储能变换器实验样机。所提方法样机在84 A输出电流下,LLC效率为95%,集成矩阵变压器一、二次侧漏感降低为原先的30%,寄生电容被有效抑制,运行性能得到进一步提升。
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关键词
LLC
四元矩阵变压器
磁集成
寄生参数
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职称材料
题名
一种考虑损耗与寄生参数的LLC四元平面矩阵变压器集成优化设计
1
作者
姜盟瀚
伍群芳
王勤
孙志峰
吕晖
机构
南京航空航天大学自动化学院
湖南工业大学电气与信息工程学院
国家电力投资集团珠海横琴能源发展有限公司
出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第10期3195-3208,共14页
基金
国家自然科学基金(62371233)
航空科学基金(2022Z024052003,20230058052001)
+1 种基金
2023年江苏省高等教育教改研究课题(2023JSJG441)
国家重点实验室稳定支持基金(JBS242800150)资助项目。
文摘
LLC变换器因其出色的软开关性能与低输出阻抗被广泛地应用于电池储能变换器的功率级。在低压大电流工况下,LLC二次侧多采用矩阵变压器降低电流应力。在实际电路中,矩阵变压器体积占整个主功率部分25%左右,严重制约了装置功率密度的提高。且传统分立绕线式矩阵变压器寄生参数不可控,导致LLC输出电压跌落及开关尖峰,降低了装置可靠性。该文提出一种考虑损耗与寄生参数的LLC四元平面矩阵变压器集成优化设计方法。首先,基于四元集成磁心磁通分布特性提出分布式磁心损耗计算方法,建立变压器精确损耗模型。其次,通过建立变压器寄生电感和寄生电容求解模型,确定变压器结构参数与寄生参数的映射关系,实现了变压器损耗、寄生电感、寄生电容流程化解耦设计,在保证变压器高效运行前提下寄生参数可控。最后,通过有限元仿真验证并搭建了两台250 W/3.3 V/48 V储能变换器实验样机。所提方法样机在84 A输出电流下,LLC效率为95%,集成矩阵变压器一、二次侧漏感降低为原先的30%,寄生电容被有效抑制,运行性能得到进一步提升。
关键词
LLC
四元矩阵变压器
磁集成
寄生参数
Keywords
LLC
four-element-matrix transformers
magnetic integration
parasitic parameters
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种考虑损耗与寄生参数的LLC四元平面矩阵变压器集成优化设计
姜盟瀚
伍群芳
王勤
孙志峰
吕晖
《电工技术学报》
北大核心
2025
0
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