探析高功率密度高频电源变压器(1)

为了减小电力电子设备的尺寸与重量,现已将其工作频率提高到了MHz级。众所周知,影响功率变换器整体尺寸与重量的主要问题是其中磁性元件的尺寸重量。在研制这个频率范围的高效磁性元件时,必须重点关注其趋肤效应和涡流损耗给绕组和磁心设计以及相应地给磁心材料和导体材料品种规格的选用所带来的种种限制。

本文对工作频率为2MHz,功率密度大于400W/cm3,功率范围在50~100W,输出电压为1.5V,效率高于99%的电子变压器设计进行讨论。为了达到上述指标,首先必须增加绕组的铜箔密度,使其超过常规多股绞合线的密度,并解决以铜箔曲绕技术制造多层绕组的工艺问题。这种绕组省去了绕组层间的外连线,这样就构成了紧密交叠的Z字形绕组结构,以此实现了高的铜箔绕组密度,低铜损和极低的漏感。

变压器


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