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拓扑与电路 功率模块 多物理场耦合 热仿真 ★ 4.0

用于具有任意气隙的PCB和铜箔磁性元件的二维解析铜损模型

2-D Analytical Copper Loss Model for PCB and Copper Foil Magnetics With Arbitrary Air Gaps

作者 Zheyuan Yu · Xu Yang · Yuhang Xu · Qingyuan Gao · Yongxing Zhou · Jiarui Wu · Kangping Wang · Fan Zhang · Laili Wang · Wenjie Chen
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2023年11月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 功率模块 多物理场耦合 热仿真
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 铜损 PCB电感 变压器 气隙 集肤效应 邻近效应 边缘效应 解析建模
语言:

中文摘要

铜损建模与优化是磁性元件设计的基础。本文通过求解二维扩散方程和拉普拉斯方程,提出了一种适用于具有任意气隙的PCB电感和变压器的二维解析铜损模型。该模型将铜损电阻解耦为趋肤效应电阻、邻近效应电阻和边缘效应电阻,有效解决了气隙磁场不均匀导致的损耗计算难题。

English Abstract

The modeling and optimization of copper losses are the basis of magnetic designs. By solving 2-D diffusion and Laplace equations, this article proposes a 2-D analytical copper loss model for printed circuit board inductors and transformers with arbitrary air gaps. The copper loss resistance is decoupled into skin, proximity, and fringing resistances. The fringing resistance is caused by the inhomo...
S

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。在组串式逆变器和PowerStack储能变流器中,磁性元件(电感/变压器)的体积和效率是核心竞争力。通过该解析模型,研发团队可在设计阶段快速评估PCB绕组及气隙边缘效应带来的损耗,从而优化磁芯结构与绕组布局,提升整机效率并降低温升。这对于实现高频化、小型化设计,以及在iSolarCloud运维中进行更精确的设备热特性分析具有直接的工程指导意义。