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一种高功率密度的磁集成LLC变换器方案
A high power density magnetically integrated scheme of LLC converter
Lei Li · Feng Hong · Minggang Chen · Qinsong Qian · IET Power Electronics · 2025年4月 · Vol.18
本文基于磁阻模型提出了一种磁集成方案，将谐振电感与变压器集成于同一磁芯上，实现了LLC变换器的高功率密度设计。通过分析磁芯气隙附近的边缘磁场，有效避免了局部过热及绕组电流分布紊乱的问题。进一步优化了变压器二次侧绕组结构及磁芯形状，提升了整体电磁性能与热稳定性，增强了变换器的可靠性与效率。
解读: 该磁集成LLC变换器方案对阳光电源的储能变流器和车载充电产品线具有重要应用价值。通过将谐振电感与变压器集成设计,可显著提升ST系列储能变流器和车载OBC的功率密度,有助于实现产品小型化。优化的磁芯结构和绕组设计能够改善边缘磁场分布,可提高PowerTitan等大功率产品的可靠性。该方案在降低成本的同...
用于带气隙箔绕组电感损耗高效计算的解析边缘场模型
Analytical Fringing Field Model for Efficient Winding Loss Calculation in Gapped Foil Inductors
Thomas Ewald · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
本文针对带气隙电感，提出了一种用于计算磁芯气隙周围边缘磁场的解析模型。该模型旨在高效计算绕组附加损耗及电感随频率的变化。相比传统求解线性方程组的缓慢方法，本文提出的新型解析模型显著提升了计算效率，为电感优化设计提供了更快速的理论支撑。
解读: 电感是阳光电源光伏逆变器（组串式、集中式）及储能系统（PowerTitan、PowerStack、ST系列PCS）中的核心磁性元件。气隙边缘效应引起的绕组损耗是制约高功率密度设计的关键瓶颈。该解析模型能够替代耗时的有限元仿真（FEM），在研发阶段快速评估不同气隙结构对损耗的影响，从而优化磁性元件设计...
带利兹线或实心导线的气隙电感器绕组损耗与电感解析模型
Analytical Winding Loss and Inductance Models for Gapped Inductors With Litz or Solid Wires
Thomas Ewald · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
在带气隙电感器中，气隙边缘磁场会导致绕组产生额外的涡流损耗并增加电感值。由于这种边缘效应影响显著，准确计算这些损耗和电感增量对于电感器设计至关重要。本文提出了解析公式，用于精确计算带气隙电感器的绕组损耗及电感变化。
解读: 电感器是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中DC-DC变换环节的核心磁性元件。该研究提出的解析模型能够精确量化气隙边缘效应带来的损耗，有助于优化高功率密度变换器的磁性设计，提升整机效率。建议研发团队在设计大功率储能变流器及光伏升压电路时，引入该...
基于补偿气隙边缘场概念的新型高效/紧凑型汽车PCB绕组电感
Novel Highly Efficient/Compact Automotive PCB Winding Inductors Based on the Compensating Air-Gap Fringing Field Concept
Jannik Schafer · Dominik Bortis · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
针对汽车电子领域对成本和尺寸的严苛要求，本文提出了一种新型PCB绕组电感设计方法。通过补偿气隙边缘场概念，有效优化了磁性元件的材料与制造工艺，避免了昂贵的绕线工艺，显著降低了生产成本，同时提升了功率密度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及车载电源业务具有重要参考价值。PCB绕组电感技术能显著降低磁性元件的生产成本并提升功率密度，这与公司充电桩产品追求小型化、低成本的趋势高度契合。建议研发团队评估该补偿气隙技术在充电桩高频DC-DC变换器中的应用潜力，以优化散热性能并简化自动化生产流程，从而提升产品在...
气隙边缘磁场屏蔽以降低带气隙电感损耗的分析模型与概念研究
Analytical Model and Concept Study of an Air Gap Fringing Shield to Reduce Losses in Gapped Inductors
Thomas Ewald · Jürgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文研究了带气隙电感中边缘磁场对高频损耗的影响。针对现有研究多集中于损耗计算而非降低损耗的现状，提出了一种利用边缘磁场屏蔽装置在较高频率下衰减边缘磁场的新概念，旨在有效降低电感的高频损耗。
解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中的核心磁性元件。随着功率密度提升和开关频率增加，气隙边缘效应引起的绕组涡流损耗成为制约效率提升的关键瓶颈。该研究提出的屏蔽技术可直接应用于高频化磁性元件设计，有助于优化PowerTitan等大功率储能系统的热管理与转换...
用于降低功率磁性元件边缘磁场涡流损耗的气隙形状优化
An Air-Gap Shape Optimization for Fringing Field Eddy Current Loss Reductions in Power Magnetics
Denys Igorovych Zaikin · Stig Jonasen · Simon Lee Mikkelsen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本研究通过优化电感器气隙形状来降低绕组涡流损耗。利用有限元分析软件进行电感仿真，并开发专用脚本实现优化算法，以最小化包含电感总损耗及其他加权项的目标函数，从而提升磁性元件的效率。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器中的核心功率密度瓶颈。边缘磁场引起的涡流损耗直接影响整机效率与温升。该研究提出的气隙形状优化方法，可直接应用于阳光电源大功率磁性元件的精细化设计，有助于在提升功率密度的同时降低热损耗，从而...