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高频电力应用中三维打印空心变压器的设计与制造
Design and Fabrication of Three-Dimensional Printed Air-Core Transformers for High-Frequency Power Applications
| 作者 | Zikang Tong · Weston D. Braun · Juan Manuel Rivas-Davila |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2020年8月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | DC-DC变换器 功率模块 宽禁带半导体 |
| 相关度评分 | ★★★ 3.0 / 5.0 |
| 关键词 | 3D 打印 空心变压器 高频功率 电镀 环形 磁性元件 电力电子 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种利用3D打印和电镀工艺制造环形空心变压器的方法。针对高频功率应用，传统绕线式空心变压器结构简单且铜填充率低，而该方法通过3D打印技术突破了传统制造限制，实现了更复杂的几何结构，提升了高频下的磁性元件性能。
English Abstract
This article presents various designs of toroidal air-core transformers utilizing a 3-D printing and electroplating fabrication methodology. For certain applications and switching frequency regimes, limitations in core-based magnetics force circuit designers to use air-core components, which are conventionally wire-wound, and thus, constrained to simple structures with poor copper coverage. 3-D pr...
S
SunView 深度解读
该技术主要针对高频电力电子变换器中的磁性元件优化。对于阳光电源而言，随着组串式逆变器和户用储能系统（如PowerStack）向更高功率密度和更高开关频率发展，磁性元件的体积和损耗成为瓶颈。3D打印空心变压器技术有助于在GaN或SiC等宽禁带半导体应用场景下，实现更紧凑的磁集成设计，减少高频趋肤效应带来的损耗。建议研发团队关注该工艺在小功率高频DC-DC模块中的可行性，以进一步提升产品功率密度。