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针对电感和变压器绕组损耗的Dowell方程的圆柱坐标系修正分析

An Analytical Correction to Dowell's Equation for Inductor and Transformer Winding Losses Using Cylindrical Coordinates

作者 Daniel Whitman · Marian K. Kazimierczuk
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2019年11月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 光伏逆变器 储能变流器PCS 功率模块 组串式逆变器
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 Dowell方程 绕组损耗 磁性元件 高频 圆柱坐标系 交流电阻 电感器 变压器
语言:

中文摘要

本文探讨了高频磁性元件绕组损耗计算问题。传统Dowell方程基于笛卡尔坐标系的一维近似,忽略了绕组曲率的影响。本文通过圆柱坐标系推导了更精确的解析表达式,修正了绕组曲率对交流电阻和损耗计算的偏差,为高频磁性元件设计提供了更准确的理论依据。

English Abstract

Analytical expressions that have been derived to calculate ac resistance and losses of magnetic devices at high frequencies have primarily used a one-dimensional approximation, and have used Cartesian coordinates or approximations that are equivalent to Cartesian coordinates. The result is Dowell's equation. This paper examines the effect of winding curvature on the losses relative to Dowell's equ...
S

SunView 深度解读

磁性元件(电感、变压器)是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器以及充电桩的核心功率变换部件。随着功率密度提升和开关频率增加,绕组高频损耗成为制约效率和热设计的关键。本文提出的圆柱坐标系修正方法,能显著提升磁性元件损耗建模的精度,有助于研发团队在产品设计阶段更精准地优化磁芯与绕组结构,降低温升,从而提升产品整体效率与可靠性,特别是在高频化趋势明显的户用及工商业产品线中具有重要应用价值。