開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)及高頻變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著節(jié)能減排政策的實(shí)施，各行各業(yè)對(duì)低損耗、小體積、高可靠性的大功率高頻開(kāi)關(guān)電源的需求越來(lái)越大。大功率高頻開(kāi)關(guān)電源作為工業(yè)的必備元件，其損耗、體積、溫升對(duì)開(kāi)關(guān)電源整體性能有著至關(guān)重要的影響。研究高頻趨勢(shì)下開(kāi)關(guān)電源的損耗對(duì)降低能源消耗具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。
　　本課題以企業(yè)委托合作項(xiàng)目“大功率無(wú)極調(diào)節(jié)高效UV電源的研制”為依托，以生產(chǎn)實(shí)際中的高頻高效開(kāi)關(guān)電源為研究對(duì)象，以降低損耗、減小體積為研究目標(biāo)，以電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及高頻變

2、壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)為重點(diǎn)展開(kāi)研究。研制出的電源樣機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)得其總體效率為92.2％，高頻變壓器的效率比優(yōu)化前提高了0.309％。電源內(nèi)部溫度場(chǎng)測(cè)試滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)熱設(shè)計(jì)的合理性。
　　(1)對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源的主電路、DC-DC逆變電路、逆變控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路以及電源整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　(2)對(duì)比分析了幾種磁芯材料在不同頻率和磁通密度下的損耗特性，優(yōu)化選擇了磁芯材料。分析了高頻時(shí)環(huán)形磁芯幾何尺寸與磁芯損耗的關(guān)系，

3、并推出了其歸一化公式，為后續(xù)環(huán)形磁芯尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。從Dowell模型出發(fā)對(duì)繞組等效因子展開(kāi)分析，為繞組導(dǎo)線選擇和繞組布局提供參考依據(jù)。
　　(3)基于AP法對(duì)6kW高頻變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)，在NSGA-Ⅱ算法中改進(jìn)了排序策略和選擇截?cái)嗖呗?，建立高頻變壓器的損耗和體積優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并用改進(jìn)算法對(duì)高頻變壓器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　(4)運(yùn)用Asoft Maxwell對(duì)繞組等效因子、繞組布局進(jìn)行二維仿真，對(duì)環(huán)形磁芯幾何尺寸與損耗關(guān)系