基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法

A High-Speed Global Optimization Method for High-Power High-Frequency Transformers Based on Improved Thermal Analysis and Converter Co-Design

易哲嫄孙凯刘增杨 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45

大功率高频变压器是电力电子变压器的核心部件，其全局优化与计算效率至关重要。本文提出一种结合改进热分析与变换器协同设计的高速全局优化方法。针对热分析耗时问题，采用换热-热传导两步仿真策略，在保证精度的同时显著提升计算速度。仿真表明，该方法与传统方法精度相当，但效率大幅提高。优化过程中引入变换器电路参数，扩展优化变量，构建全局优化模型，并结合改进热分析与遗传算法提升求解速度与可行性。通过实例设计与实验验证了该方法的有效性。

解读: 该高频变压器优化方法对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，高频隔离变压器是DC-DC变换级的核心部件，该方法通过改进热分析和变换器协同设计，可显著缩短变压器设计周期，提升功率密度和效率。特别是换热-热传导两步仿真策略能快速评估不同工况下的...