半桥LLC谐振变换器中平面变压器的多物理场特性研究
随着电子信息产业的高速发展,信息中心及服务器集群对分布式电源的要求越来越高。其中对于功率变换系统,高效率、高功率密度是隔离型DC/DC变换器的发展趋势。LLC谐振变换器为谐振式软开关电路,在全负载变化的范围内,可实现所有开关管的软开关,且输出没有滤波电感,减少了磁性元件的数量,方便了变换器的集成,变换器功率密度由此可得到提高。因此在功率密度和效率要求高的场合得到广泛应用[1]。
传统的LLC变换器采用绕线式变压器和分立式电感,这导致变换器的体积较大。为了减小磁性器件的体积,提高变换器的功率密度,如今在实际电路设计中,LLC谐振变换器通常与平面变压器相连工作,此时变压器漏感作为线路拓扑中的谐振电感起到并联谐振作用,其拓扑如图1所示。
平面变压器作为电磁耦合器件,在系统中起到能量传输的作用,现有的研究主要集中于电磁特性与热流场特性[2]。电磁特性中以频率、漏感、损耗以及功率密度为主[3-5];热流场特性中以损耗带来的整体温升与局部过热点为主[6-8]。本文将结合电磁场与热流场,通过数据耦合的方式,统一进行仿真计算。
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