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高压平面变压器绕组损耗的建模与评估
Modeling and Evaluation of Winding Loss for High-Voltage Planar Transformer
Hanyu Liu · Kai Sun · Zheyuan Yi · Guoen Cao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
精确评估绕组损耗对平面变压器的优化设计至关重要。本文提出一种改进的一维模型，以解决高压绝缘条件下平面变压器损耗计算误差问题。该增强型一维模型可准确计算横向电流分布及绕组损耗，并通过有限元分析（FEA）验证其准确性。基于该模型，进一步评估平面绕组损耗并实现高压平面变压器的优化设计。采用部分交错和不等宽PCB绕组等特殊结构以最大化PCB绝缘能力。实验样机功率密度达14 kW/L，绝缘电压为10 kV，绕组损耗降低41%，验证了所提模型指导下优化设计的有效性。
解读: 该高压平面变压器绕组损耗建模技术对阳光电源高频隔离型产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，高压隔离变压器是DC/DC变换环节的核心部件，该改进型一维模型可精确计算部分交错和不等宽绕组结构的损耗分布，指导平面变压器优化设计，实现功率密度提升和效率优化。对于1500V光伏系统的SG逆变器和车载O...
基于级联H桥和双有源桥固态变压器中高频变压器的主动热控制
Active Thermal Control of High-Frequency Transformers in Cascaded H-Bridge and Dual Active Bridge Based Solid State Transformer
Jianxiong Yu · Jing Sheng · Rui Lu · Heya Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
采用级联H桥有源前端（AFE）和双有源桥（DAB）隔离型DC-DC变换器的固态变压器（SST）在超大规模电力应用中日益受到关注。然而，AFE引起的二倍工频波动会导致高频变压器（HFT）产生额外功率损耗与温升，威胁其可靠性与寿命。本文通过解析方法推导了HFT损耗特性，提出一种基于三次谐波注入的主动热控制策略，以重构HFT电流频谱并降低绕组损耗。推导了谐波注入后的损耗解析表达式，并优化了注入谐波的幅值与相位。在2MW/10kVac输入/800Vdc输出的SST样机上进行了仿真与实验验证，结果表明，优...
解读: 该主动热控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中针对级联H桥+DAB拓扑的二倍工频波动导致的高频变压器热应力问题，提出的三次谐波注入策略可直接应用于阳光电源1500V储能系统中的隔离型DC-DC变换器设计。通过优化电流频谱降低17%绕组损耗、实现3...