一种用于利兹线和空心线圈的快速三维数值阻抗计算方法

A Fast 3-D Numerical Impedance Calculation for Litz Wire and Air-Core Coils

作者	Tianming Luo · Mohamad Ghaffarian Niasar · Peter Vaessen
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2025年3月
技术分类	拓扑与电路
技术标签	有限元仿真功率模块
相关度评分	★★★★ 4.0 / 5.0
关键词	三维数值阻抗利兹线空心线圈圆柱形元件离散化电力电子绕组损耗

语言:

中文摘要

本文提出了一种基于圆柱单元的三维数值阻抗计算方法，用于建模利兹线及其绕制的空心线圈。该方法通过将三维问题转化为二维分析的类比，显著减少了离散化所需的单元数量，并考虑了横向效应，实现了对复杂绕组阻抗的高效准确计算。

English Abstract

This article presents a 3-D numerical impedance calculation method based on cylindrical elements. It can be used to model the Litz wire and further air-core coil wound by the Litz wire. The discretization is based on cylindrical elements, resulting in a small amount of elements. Cylindrical element analysis is based on a 2-D analysis and its analog to 3-D. The analysis considers both transverse an...

SunView 深度解读

该研究提出的快速阻抗计算方法对阳光电源的功率电子设计具有重要价值。在光伏逆变器（如组串式逆变器）和储能变流器（如PowerTitan系列）中，高频磁性元件（如电感、变压器）的损耗是影响整机效率和热设计的关键。利用该方法，研发团队可以在设计阶段更精确地评估利兹线绕组在不同频率下的交流损耗，优化电感设计，从而提升产品功率密度并降低温升。建议在磁性元件仿真工具链中集成该算法，以缩短研发周期并提升高频变换器的可靠性。