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《电子科技大学》 2005年
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高功率密度平面变压器

耿笑炎  
【摘要】:在电子行业领域里,设计和制造DC/DC 转换器的公司都面临着巨大的商业竞争压力。市场需要更小巧、密度更高、效率更高、功率选择范围更广且封装更结实的电源产品。由于变压器会影响DC/DC 转换器的成本、大小和性能,是转换器设计中的关键元件之一,人们不得不投入大量精力来优化这一元件,使之能符合半导体和无源元件的发展要求。平面变压器的出现为DC/DC 转换器设计带来了很大好处。而高功率密度的平面变压器无疑是这个领域发展的重点。针对如何提高平面变压器的功率密度,本论文抓住了三个主要的方面:第一,如何减小体积;第二,如何达到低损耗转换;第三,如何改进热设计。可以说这三点是相辅相承,互相影响的。 论文采用理论计算与实验制作共进的研究模式,首先通过分析平面变压器的结构,找到减小变压器的体积的方法,以提高平面变压器的功率密度。并设计了一种全新的平面绕组,对它的绝缘工艺和装配方法进行了研究;制做出一批平面变压器样品,通过测试,可适合在高频下工作。 其次从Maxwell 电磁场方程出发对一层薄铜箔的趋肤和邻近损耗进行了研究,得出铜箔的总损耗是趋肤效应和邻近效应单独起作用产生的损耗的和。利用Ansoft 电磁场仿真软件对PCB 绕组的并联绕组的设计问题和PCB 板绕组原副边端部效应问题进行了研究,提出了减少PCB 板绕组的高频损耗的设计方法。 最后介绍了用实验的方法建立平面变压器热模型的方法,利用该热模型,可以在设计前控制温升的范围,缩短平面变压器的设计周期。从而引出了平面变压器热设计的流程。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM42

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