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高频变压器漏感计算
Calculation of Leakage Inductance for High-Frequency Transformers
Ziwei Ouyang · Jun Zhang · William Gerard Hurley · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月
本文分析了高频变压器中随频率变化的漏感现象，指出高频涡流效应和邻近效应是导致漏感降低的主要原因。文章详细分析了高频漏感机理，并提出了一种高精度的预测方法，旨在优化高频电力电子变换器的设计。
解读: 高频变压器是阳光电源ST系列PCS、PowerTitan及PowerStack等储能变流器中DC-DC变换环节的核心磁性元件。漏感的精确计算直接影响变换器的效率、功率密度及软开关（如LLC或DAB拓扑）的实现。该研究提出的高频漏感预测方法，有助于研发团队在设计阶段更精准地优化变压器绕组结构，降低涡流...
高频利兹线功率损耗的快速数值计算方法
Fast Numerical Power Loss Calculation for High-Frequency Litz Wires
Stefan Ehrlich · Hans Rossmanith · Marco Sauer · Christopher Joffe 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
本文提出了一种针对高频利兹线功率损耗的快速数值计算方法。该方法在计算激励电流引起的趋肤效应损耗及外部磁场引起的邻近效应损耗时，充分考虑了利兹线的非理想结构。在个人电脑上即可完成超过1000股线的损耗计算，显著提升了设计效率。
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。随着光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan、ST系列PCS）向更高开关频率发展，磁性元件的损耗优化是提升整机效率的关键。该快速数值计算方法可集成至研发仿真平台，辅助工程师在设计阶段精确评估利兹线在复杂绕组结构下的损耗，从而优化散热设计，降低...
一种确定开关电源变压器铜损的数学表达式
A Mathematical Expression to Determine Copper Losses in Switching-Mode Power Supplies Transformers Including Geometry and Frequency Effects
Juan Manuel Lopera · Miguel Jose Prieto · Juan Diaz · Jorge Garcia · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文探讨了开关电源中高频铜损的计算问题。在高频运行下，受趋肤效应和邻近效应影响，绕组电流分布发生重构。文章提出了一种数学表达式，通过考虑磁芯窗口内的磁场分布、几何形状及频率效应，精确计算变压器铜损，为磁性元件的设计与优化提供了理论依据。
解读: 磁性元件是阳光电源光伏逆变器（如SG系列组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan系列PCS）的核心部件。随着功率密度不断提升，高频化设计成为趋势，铜损导致的温升直接影响系统效率与可靠性。本文提出的数学模型可嵌入阳光电源的研发仿真工具链中，优化变压器绕组设计，降低高频损耗，从而提升整机效率并改...
利用高Q值自谐振结构进行无线电能传输
Wireless Power Transfer Utilizing a High-Q Self-Resonant Structure
Aaron L. F. Stein · Phyo Aung Kyaw · Charles R. Sullivan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年7月
无线电能传输（WPT）系统的传输距离和效率受限于谐振线圈的品质因数。传统线圈在高频下受趋肤效应和邻近效应影响导致损耗严重。本文提出一种多层自谐振结构，作为一种低成本实现高Q值线圈的方法，有效提升了高频下的传输性能。
解读: 该技术主要针对无线电能传输领域，虽然目前阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及有线充电桩，但随着电动汽车充电技术向无线化、高频化方向演进，该高Q值自谐振结构研究可作为阳光电源充电桩业务的前瞻性技术储备。特别是在提升充电效率、降低高频损耗方面，该方案对未来开发高效无线充电模块具有参考价值，建议...
用于感应电能传输线圈快速三维有限元仿真的等效导体层
Equivalent Conductor Layer for Fast 3-D Finite Element Simulations of Inductive Power Transfer Coils
Alberto Delgado · Guillermo Salinas · Jesus A. Oliver · Jose A. Cobos 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种用具有均匀电流分布的等效层来替代单层或多层导体的方法，以简化复杂的3D有限元仿真。该等效层允许使用更粗糙的网格，从而显著加快仿真速度。通过匹配实际导体的趋肤效应和邻近效应损耗，定义了该等效层的电磁特性。
解读: 该技术主要针对电磁场仿真优化，对阳光电源的研发具有参考价值。在光伏逆变器和储能变流器（PCS）的磁性元件（如高频变压器、电感）设计中，趋肤效应和邻近效应是导致损耗和温升的关键因素。通过引入等效导体层模型，研发团队可以在保证精度的前提下，大幅缩短复杂磁性元件的3D有限元仿真时间，从而加速PowerTi...
考虑高达100 MHz电容耦合的平面变压器电磁建模
Planar Transformers Electromagnetic Modeling Considering Capacitive Couplings up to 100 MHz
Lucas Pniak · Bertrand Revol · Loïc Quéval · Cyrille Gautier 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
平面变压器是提升隔离型变换器效率与功率密度的关键技术。其扁平绕组结构虽能有效抑制趋肤效应和邻近效应，但绕组间强电容耦合带来的高频干扰是主要技术瓶颈。本文提出了一种高频电磁建模方法，可精确分析高达100 MHz频率下的电容耦合特性，为高频电力电子变换器的设计提供理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品线至关重要。随着光伏逆变器（如组串式）和储能系统（如PowerTitan系列）向高频化、小型化发展，平面变压器已成为提升功率密度的核心组件。该建模方法能有效解决高频工作下的电磁干扰（EMI）问题，优化变压器绕组设计，从而提升PCS及DC-DC变换器的转换效率与可靠性。...
一种用于高频应用的高效电感结构及设计指南
A Low-Loss Inductor Structure and Design Guidelines for High-Frequency Applications
Rachel S. Yang · Alex J. Hanson · Bradley A. Reese · Charles R. Sullivan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
在高频（3–30 MHz）下运行有助于电力电子设备的微型化，但面临趋肤效应、邻近效应及磁芯边缘磁场损耗的挑战。本文提出了一种低损耗电感结构及相应设计准则，旨在有效降低高频下的磁性元件损耗，提升功率密度与转换效率。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及户用储能系统向更高功率密度演进，开关频率的提升是减小磁性元件体积、实现轻量化的关键路径。该文献提出的低损耗电感设计方法，对于优化PowerTitan等储能变流器及户用光伏逆变器中的高频磁性元件设计具有重要参考价值。建议研发团队结合GaN/SiC宽禁带半导体技术，应用该结构优...
一种用于PCB平面电感的新型金字塔绕组，具有更少的铜层和更低的交流铜损
A Novel Pyramid Winding for PCB Planar Inductors With Fewer Copper Layers and Lower AC Copper Loss
Zheyuan Yu · Xu Yang · Gaohao Wei · Yongxing Zhou 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
PCB电感因其体积小、可控性好及一致性高等优势被广泛应用，但降低铜损仍是关键挑战。本文针对现有研究对邻近效应关注不足的问题，提出了一种新型金字塔绕组结构，旨在通过优化绕组布局，在减少PCB层数的同时有效降低交流铜损，提升功率密度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的功率变换产品具有显著的工程价值。在组串式逆变器、PowerStack储能系统及充电桩模块中，磁性元件的体积与损耗直接决定了整机的功率密度与散热设计。采用金字塔绕组结构可有效降低高频下的邻近效应损耗，减少PCB层数，从而降低制造成本并缩小磁性元件体积。建议研发团队在下一代高功率密度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...