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高达100 MHz的磁环磁芯三维有限元全波仿真建模方法

Modeling Methodology of Magnetic Toroidal Cores for 3-D FEM Full-Wave Simulation up to 100 MHz

作者 Rafael Suárez · María Tijero · Roberto Moreno · Jose Manuel González
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2024年8月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 有限元仿真 功率模块 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 3D有限元分析(3-D FEM) 磁环磁芯 全波仿真 复磁导率 高频建模 磁性材料
语言:

中文摘要

本文提出了一种针对磁环磁芯在高达100 MHz频率下的三维有限元(FEM)全波仿真建模方法。近年来,磁性元件的三维FEM仿真日益重要,但磁性材料在仿真中的应用存在挑战。通常仅使用复磁导率进行模拟,本文旨在解决高频下磁性材料建模的复杂性问题。

English Abstract

This article presents a full-wave 3-D FEM simulation methodology for magnetic toroidal cores up to 100 MHz. 3-D FEM simulation of magnetic toroidal cores has gained significant relevance in recent years. However, the use of magnetic materials in simulation presents some difficulties. Complex permeability is typically the only electromagnetic property used in magnetic toroidal cores' simulation. No...
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SunView 深度解读

随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统向高功率密度和高开关频率发展,磁性元件(如电感、变压器)的高频损耗与EMI特性成为设计的核心瓶颈。该研究提出的高频三维有限元建模方法,能有效提升对磁芯在高频工况下损耗及寄生参数的预测精度。建议研发团队将其应用于高频磁性元件的优化设计中,特别是针对SiC/GaN功率模块配套的高频磁性器件,以降低温升、提升整机效率,并优化EMI滤波器设计,从而进一步增强产品在极端工况下的可靠性与电磁兼容性能。