[发明专利]高频变压器最大设计容量的确定方法

摘要

本发明提供了一种高频变压器最大设计容量的确定方法，包括步骤1：获取高频变压器的磁芯损耗系数；步骤2：获取高频变压器的磁芯面积积A_p、磁芯体积V_core和磁芯窗口面积W_a，以及温升系数K_s；步骤3：计算高频变压器的最优工作磁密值B_opt；步骤4：计算初选设计容量S₀的值、高频变压器原副边绕组的匝数N、交流绕组系数F_r和原副边绕组的平均匝长MLT；步骤5：计算最大设计容量S_m；步骤6：计算新的最大设计容量S'_m；步骤7：比较最大设计容量S'_m和最大设计容量S_m。与现有技术相比，本发明提供的一种高频变压器最大设计容量的确定方法，在磁芯结构和尺寸固定的条件下，可以方便地确定变压器的最大设计容量值。

主权项

1.一种高频变压器最大设计容量的确定方法，所述高频变压器的变比为1:1，原边绕组和副边绕组均采用Litz线绕制而成，其特征在于，所述方法包括：步骤1：依据高频变压器的磁芯材料获取所述高频变压器的磁芯损耗系数Km和磁芯损耗指数；所述磁芯损耗指数包括指数α和指数β；所述磁芯损耗系数Km、指数α和指数β均为常数；步骤2：依据所述高频变压器的磁芯结构和尺寸获取高频变压器的磁芯面积积Ap、磁芯体积Vcore和磁芯窗口面积Wa，以及温升系数Ks；步骤3：构建所述高频变压器的最优工作磁密计算模型，并依据该最优工作磁密计算模型计算高频变压器的最优工作磁密值Bopt；步骤4：依据所述最优工作磁密值Bopt、磁芯面积积Ap、所述Litz线的电流密度J和高频变压器的频率f，计算初选设计容量S0的值；依据所述初选设计容量S0、高频变压器原副边的额定电压U、磁芯截面积Ac和频率f，计算高频变压器原副边绕组的匝数N；获取所述Litz线的参数，所述参数包括Litz线包含的导线股数Ns、单股导线的线径dc和Litz线的电阻率ρ；计算高频变压器的交流绕组系数Fr的值；依据高频变压器原副边绕组的排布和绝缘排布，计算原副边绕组的平均匝长MLT；步骤5：构建所述高频变压器的最大设计容量计算模型，并依据该最大设计容量计算模型计算最大设计容量Sm的值；步骤6：依据最大设计容量Sm和高频变压器原副边的额定电压U计算高频变压器原副边的额定电流I'；依据所述电流密度J和线径dc重新计算得到导线股数N′s和电阻率ρ'，并重新计算得到交流绕组系数F′r；将交流绕组系数F′r和电阻率ρ'代入最大设计容量计算模型，得到新的最大设计容量S'm；步骤7：比较所述最大设计容量S'm和最大设计容量Sm：若二者的误差小于误差设定值，则最大设计容量S'm为高频变压器最终的最大设计容量；若二者的误差大于误差设定值，则返回步骤4，将最大设计容量S'm的值赋值到所述初选设计容量S0；所述步骤5中最大设计容量计算模型的表达式为：其中，k₂＝K_mV_core，ΔT为温升限制值；Kf为波形系数，Ku为绕组利用系数，η为高频变压器效率，Wa为磁芯窗口截面积，MLT表示原边绕组或副边绕组的平均匝长。