【中文题名】 功率变换器拓扑中磁性元件磁芯损耗的理论与实验研究 【英文题名】 Theoretic and Experimental Research on the Core Loss of Magnetic Components in Power Converter Topologies 【中文摘要】 磁性元件是功率变换器系统的重要组成部分，为了更好地发挥磁性元件的功能，必须深入地了解磁性元件的损耗问题。众所周知，磁性元件损耗分为磁损和铜损两部分。本文首先分析了功率变换器拓扑和软开关结构，以及磁性元件的各种工况条件，然后重点研究了磁性元件磁芯损耗的一些基本问题，主要包括以下的内容： 1、正弦波信号激励下的磁损模型 提出并联阻抗模型，通过适当的简化，将磁性元件的磁损用一个与电感并联的电阻加以表示。这个等效电阻的阻值仅仅是频率的函数。这样就把非线性的磁损问题转化为线性模型来加以处理。 此外，将并 【英文摘要】 Magnetic components are one of most important parts of the power converter system. In order to fully exploit the function of the magnetic components more knowledge about the loss of magnetic component must be gained. It is well known that the loss of the magnetic component consist of core loss and copper loss. Firstly, the dissertation analyzes the topologies of power converters, the configurations of the soft switching circuits and the working states of the magnetic components in these circuits. Then, the 【中文关键词】 磁损. DC/DC变换器. 优化设计. 功率变换器. 【英文关键词】 Core loss. DC/DC converter. optimum design. switching power supply. 【论文级别】 博士 【学科专业名称】 电气工程 【论文提交日期】 2002-11-18 第一章 绪论 12-37 1．1 磁性材料的几个基本问题 12-21 1．1．1 磁性材料 12-15 1．1．2 铁氧体的生产过程 15-17 1．1．3 铁氧体的磁化 17-17 1．1．4 形状 17-19 1．1．5 气隙的影响 19-20 1．1．6 平面磁芯 20-21 1．2 磁性元件损耗问题的研究现状 21-28 1．2．1 磁损 21-25 1．2．2 铜损 25-28 1．3 本文的主要工作和意义 28-30 1．3．1 影响磁损各种因素的研究 28-29 1．3．2 磁损模型的应用 29-30 1．3．3 电感的优化设计 30-45 参考文献 30-37 第二章 磁性元件在功率变换器中的应用 37-49 2．1 AC—DC变换器 37-39 2．2 DC—DC变换器 39-40 2．3 DC—AC变换器 40-41 2．4 在软开关技术中的应用 41-45 2．5 其它应用 45-46 2．5．1 磁放大器 45-45 2．5．2 共模电感 45-45 2．5．3 驱动变压器 45-46 2．5．4 电流互感器 46-50 2．6 结论 46-47 参考文献 47-49 第三章 正弦波激励下的磁损 49-69 3．1 三个正弦波激励下的磁损模型 49-54 3．1．1 Steinmetz方程 50-51 3．1．2 Rayleigh关系模型 51-53 3．1．3 并联电阻模型 53-55 3．2 模型的回归分析 54-56 3．2．1 回归分析简介 55-55 3．2．2 磁损模型的回归分析 55-56 3．3 实验装置的建立 56-59 3．3．1 实验装置的建立 56-59 3．3．2 误差分析 59-59 3．4 磁损模型比较 59-67 3．4．1 实验参数 59-62 3．4．2 实验结果 62-63 3．4．3 模型比较 63-65 3．4．4 结论 65-69 参考文献 67-69 第四章 占空比对磁损的影响 69-79 4．1 两个典型模型的讨论 69-71 4．1．1 傅立叶分解 69-70 4．1．2 改进的Steinmetz方程 70-71 4．2 试验装置的建立 71-74 4．2．1 试验装置的建立 71-72 4．2．2 功率电路分析 72-74 4．3 实验结果分析 74-78 4．3．1 实验参数 74-75 4．3．2 计算模型的提出 75-77 4．3．3 回归分析 77-77 4．3．4 结论 77-80 参考文献 78-79 第五章 直流偏置磁场对磁损的影响 79-89 5．1 简介 79-80 5．2 试验装置的建立 80-82 5．2．1 试验装置的分析 80-82 5．2．2 实验参数 82-82 5．3 实验结果分析 82-87 5．3．1 实验结果分析 82-84 5．3．2 模型的建立 84-87 5．3．3 结论 87-89 参考文献 87-89 第六章 实际线路电感磁损分析 89-104 6．1 模型的分类 89-89 6．1．1 模型的分类 89-89 6．2 DC/DC变换器电感磁损模型 89-97 6．2．1 磁损模型的回顾 89-90 6．2．2 DC/DC变换器电感磁损模型 90-91 6．2．3 电路基本量的计算 91-91 6．2．4 实验装置的建立 91-92 6．2．5 实验参数 92-94 6．2．6 实验结果分析 94-97 6．3 其它变换器电感磁损模型 97-103 6．3．1 DC/AC变换器 97-102 6．3．2 AC/DC变换器 102-104 参考文献 103-104 第七章 电感的优化设计 104-119 7．1 优化的标准 104-105 7．1．1 已知条件 104-104 7．1．2 约束条件 104-105 7．1．3 优化标准 105-106 7．2 优化设计过程 105-112 7．2．1 已知量 106-106 7．2．2 优化设计过程 106-112 7．2．3 优化 112-112 7．3 程序简介 112-118 7．3．1 数据库结构 112-114 7．3．2 流程图简介 114-123 参考文献 118-123 结论与展望 119-122 攻读博士学位期间发表的论文 122-123 致谢 123-123