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圆形利兹线高频变压器双二维漏感解析计算模型
A Dual Two-Dimensional Analytical Model for Leakage Inductance Calculation of High-Frequency Transformers with Litz Wire
张鹏宁 · 李朋阳 · 刘泽 · 张荐 等6人 · 高电压技术 · 2025年1月 · Vol.51
针对圆形利兹线高频变压器漏感精确计算问题，提出基于镜像法的双二维解析模型。该模型通过双二维等效简化三维漏场分布，综合考虑高频涡流效应下利兹线内漏磁能量的影响，并分析气隙与绕组换位对漏感的特性影响。模型应用于200 V/200 V和300 V/600 V样机设计，实验测得漏感与计算值平均偏差小于2%，验证了模型准确性。适用性分析表明，计算精度与镜像层数及网格密度正相关，为高频变压器优化设计提供了理论依据。
解读: 该双二维漏感解析模型对阳光电源高频隔离变压器设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，高频变压器是实现电气隔离和电压变换的核心部件，其漏感直接影响系统效率、电压尖峰和EMI特性。该模型可精确预测利兹线变压器在高频（20-100kHz）下的漏感参数，综合考虑涡流效应和绕组换位影...
气隙对磁性元件寄生电容的影响
Effects of Airgaps on Parasitic Capacitance of Magnetic Components
Shaokang Luan · Zhixing Yan · Hongbo Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文研究了磁芯部件间气隙对磁性元件寄生电容的影响，弥补了以往研究的空白。基于气隙中电场的物理机制，将传统的单理想导体假设改进为多理想导体模型，从而更精确地分析磁性元件的寄生参数。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及DC-DC变换器的核心部件。高频化趋势下，寄生电容引起的EMI及高频损耗问题日益突出。本文提出的多导体模型改进了传统设计中对气隙效应的简化处理，有助于研发团队在磁性元件设计阶段更精确地预测寄生参数，从而优化高功率密度产品的...
基于变压器抑制励磁涌流和相位跳变电流的解决方案研究
Investigation of Transformer-Based Solutions for the Reduction of Inrush and Phase-Hop Currents
Rasim Dogan · Saeed Jazebi · Francisco de Leon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文综述了变压器在抑制励磁涌流方面的优越性，重点研究了通过引入气隙和低磁导率材料来降低励磁涌流及相位跳变电流的有效性，并进行了相关实验验证。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要意义。在大型光伏电站和储能电站中，变压器励磁涌流常导致并网保护误动作或电能质量问题。通过优化变压器设计（如气隙与材料选择），可从源头降低涌流，提升系统并网的稳定性。建议研发团队在PCS及逆变器并网变压器选型中...
LLC谐振变换器中的平面变压器：高频边缘损耗建模
Planar Transformers in LLC Resonant Converters: High-Frequency Fringing Losses Modeling
Rouhollah Shafaei · Maria Celeste Garcia Perez · Martin Ordonez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
在高频电力变换器中，边缘损耗对变压器性能影响显著。随着功率密度提升和小型化需求增加，带气隙的平面变压器被广泛应用。本文针对LLC谐振变换器中气隙引起的边缘磁通损耗进行建模，旨在优化高频下的变压器设计，提升变换效率。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是组串式逆变器和户用储能系统（如PowerStack）。随着产品向高功率密度和小型化演进，LLC谐振拓扑的应用日益广泛，而平面变压器是实现高效率的关键。通过精确建模边缘损耗，研发团队可优化变压器绕组结构，降低高频下的热损耗，从而提升逆变器和PCS的整体转换效...
通过热建模和热成像测量分析电感边缘效应损耗
Fringing-Effect Losses in Inductors by Thermal Modeling and Thermographic Measurements
Rafal Sylwester Kasikowski · Boguslaw Wiecek · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
本文研究了带气隙磁性元件中边缘磁场效应对绕组损耗和温度分布的影响。磁通量在气隙处发生扩散，导致绕组中产生额外的涡流损耗。文章通过热建模与红外热成像实验，量化了该效应引起的损耗，为优化磁性元件设计提供了理论与实验依据。
解读: 磁性元件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中的核心功率密度瓶颈。边缘效应引起的额外损耗直接影响系统效率及热稳定性。该研究提出的热建模与热成像方法，可直接应用于阳光电源磁性元件的选型与优化设计，有助于提升PowerTitan等高功率密度产品的散热设计水平，降低...
一种基于被动负磁阻结构的kHz变压器以改善直流偏磁承受能力
A Passive Negative Magnetic Reluctance Structure-Based kHz Transformer for Improved DC Magnetic Bias Withstanding
Yuanxi Chen · Weinong Fu · Hongjian Lin · Shuangxia Niu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种被动负磁阻结构（NMRS），将其安装在开芯变压器的气隙中，以有效解决直流偏磁问题。相比于需要额外电力电子器件或复杂控制策略的传统方案，该方法通过被动结构设计，在不增加成本和降低可靠性的前提下，显著提升了变压器的直流偏磁承受能力。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（PCS）及组串式光伏逆变器具有重要参考价值。在储能系统（如PowerTitan系列）或光储一体化应用中，变压器常因直流分量导致磁饱和，影响系统效率与可靠性。该被动式NMRS方案无需额外控制开销，能有效优化高频变压器设计，提升功率密度。建议研发团队评估该结构在紧凑型PCS...
降低感应式电能传输系统气隙变化与偏移影响的设计考量
Design Considerations to Reduce Gap Variation and Misalignment Effects for the Inductive Power Transfer System
Cong Zheng · Hongbo Ma · Jih-Sheng Lai · Lanhua Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年11月
感应式电能传输（IPT）系统由PFC整流、高频逆变、补偿网络及整流输出四部分组成。由于气隙较大，系统磁耦合系数较低。本文探讨了如何通过优化设计，降低气隙波动与线圈偏移对系统性能的影响，以提高传输效率与稳定性。
解读: 该技术主要应用于无线充电领域，与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术协同性。虽然目前阳光电源以有线充电桩为主，但随着大功率无线充电技术在电动重卡及乘用车领域的演进，IPT系统的磁耦合优化、高频变换及补偿网络设计可作为未来充电桩技术储备。建议关注其在提升系统抗偏移能力方面的设计方法，以优化未来无...
带气隙NiZn磁芯电感的寄生电容解析模型
An Analytical Stray Capacitance Model of NiZn Inductors With Gapped Cores
Zhan Shen · Qiming Liu · Kaiyuan Liu · Yueyin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文针对MHz以上高频电力电子变换器中广泛使用的NiZn磁芯电感，提出了一种解析模型，用于量化分析磁芯气隙产生的寄生电容。该寄生电容会导致电流振荡及电磁干扰（EMI）问题，对于高频磁性元件的精确建模与设计至关重要。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及储能PCS向高功率密度和高频化方向演进，磁性元件的体积与效率成为核心竞争力。NiZn磁芯在高频应用中表现优异，但气隙带来的寄生电容是导致EMI超标和高频振荡的关键因素。该研究提供的解析模型可直接应用于公司研发阶段的磁性元件设计，优化电感绕线结构与气隙布局，从而提升逆变器及P...
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
Zheyuan Yu · Xu Yang · Yuhang Xu · Qingyuan Gao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
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。
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...