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带气隙箔绕电感的频率相关电感与绕组损耗模型
Frequency-Dependent Inductance and Winding Loss Model for Gapped Foil Inductors
Thomas Ewald · Jurgen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
为全面优化高频箔绕电感，精确计算由中心柱气隙引起的二维磁场边缘效应导致的电感增加及附加涡流损耗至关重要。本文提出了一种解析模型，能够准确计算带气隙箔绕电感的电感值及附加涡流损耗。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，高频磁性元件的体积与效率是提升功率密度的关键。该解析模型能有效指导研发人员在设计阶段精确评估气隙边缘效应带来的损耗，从而优化电感设计，降低温升，提升整机效率。特别是在高频...
解析混合准三维变压器漏感模型
Analytical Hybrid Quasi-3D Transformer Leakage Inductance Model
Richard Schlesinger · Thomas Ewald · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对隔离型变换器设计，本文提出了一种适用于E/U/ER/UR型磁芯的解析混合准三维（HQ3D）漏感模型。该模型通过组合各绕组区域的最优子模型，实现了对变压器漏感的快速、精确计算，为优化变换器设计提供了高效的理论工具。
解读: 变压器漏感是影响隔离型DC-DC变换器（如DAB、LLC）效率和功率密度的关键参数。阳光电源的储能系统（PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器中广泛应用了高频隔离技术。该HQ3D模型能够显著提升研发阶段对变压器漏感的预测精度，减少样机迭代次数，从而优化PCS的功率密度和转换效率。...
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...
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...