[发明专利]基于有限元仿真的高频高压电感器绕组结构优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元仿真的高频高压电感器绕组结构优化设计方法，通过使用有限元仿真得到高频高压电感器在不同绕组结构下的分布电容，绘制其关系曲线，再由分布电容变化曲线规律得到最佳的“段‑层‑匝”绕组结构。相对于传统的设计方法，本发明具更高的实用性，用于高频高压磁性元件的设计优化领域。以分布电容为研究对象，解决电感器传统设计过程中在绕组结构选择上的盲目性，可以在较短的时间周期内确定电感器或高匝比变压器的绕组结构，对高频磁性元件分布电容的预测及优化设计具有较高的参考价值与意义。

主权项

1.一种基于有限元仿真的高频高压电感器绕组结构优化设计方法，其特征在于，依次包括以下步骤：A.确定设计目标根据电感器的应用环境，确定电感正常工作状态下的电压、电流以及工作频率，电路要求的电感量以及所允许其最大的分布电容Cp，max等参数；B.选择磁芯材料、磁芯结构、磁芯截面根据电感的工作频率和电感量确定磁芯材料，磁芯结构，以及磁芯的截面；C.确定绕组匝数、绕组线径以及绝缘材料根据电感计算公式确定绕组匝数，根据电感的工作电流选取绕组的线径，根据电感工作时的耐压确定绝缘材料及其厚度；D.在ANSYS中以分布电容为研究对象进行有限元仿真根据步骤B、步骤C中得到的电感模型的相关参数，在ANSYS中以分布电容为主要研究对象完成电感模型的建立并进行有限元仿真；E.绘制不同绕组结构组合下得到的等效分布电容曲线根据有限元仿真的结果，绘制不同绕组结构组合下所得到的等效分布电容的曲线，并选择最佳的电感绕组结构组合；F.判断设计是否满足要求判断所设计的电感器是否满足要设计目标，否则返回步骤B重新进行优化设计。