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高频利兹线功率损耗的快速数值计算方法

Fast Numerical Power Loss Calculation for High-Frequency Litz Wires

作者 Stefan Ehrlich · Hans Rossmanith · Marco Sauer · Christopher Joffe · Martin Marz
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2021年2月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 功率模块 储能变流器PCS 光伏逆变器 有限元仿真
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 利兹线 功率损耗 集肤效应 邻近效应 数值计算 高频 磁场
语言:

中文摘要

本文提出了一种针对高频利兹线功率损耗的快速数值计算方法。该方法在计算激励电流引起的趋肤效应损耗及外部磁场引起的邻近效应损耗时,充分考虑了利兹线的非理想结构。在个人电脑上即可完成超过1000股线的损耗计算,显著提升了设计效率。

English Abstract

This article presents a fast numerical calculation method of realistic power losses for high-frequency litz wires. Explicitly, the imperfect structure of litz wires is considered when calculating losses due to an excitation current (skin losses) and external magnetic fields (proximity losses). Calculations of litz wires with more than 1000 strands were performed on a personal computer and have bee...
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SunView 深度解读

该研究对于阳光电源的高功率密度产品设计具有重要价值。随着光伏逆变器和储能变流器(如PowerTitan、ST系列PCS)向更高开关频率发展,磁性元件的损耗优化是提升整机效率的关键。该快速数值计算方法可集成至研发仿真平台,辅助工程师在设计阶段精确评估利兹线在复杂绕组结构下的损耗,从而优化散热设计,降低磁性元件温升,提升产品可靠性与功率密度,特别适用于高频化趋势明显的组串式逆变器及储能PCS模块。