关于开关电源变压器变换效率优化设计

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1、第32卷第10期计算机仿真2015年10月文章编号：1006—9348(2015)10—0149—05关于开关电源变压器变换效率优化设计杨旭峰，韩闯，李彦斌(空军工程大学防空反导学院，陕西西安710051)摘要：在开关电源变压器变换效率的优化设计中，减小寄生参数能提高变压器的变换效率，从根本上减弱寄生参数的影响是变压器效率优化的难点。分析了反激变换器的工作过程，研究了变压器的漏感和分布电容对功率变换器变流品质损害的问题，提出了采用交叉换位的绕组方式来减小变压器寄生参数的方法。在ANSYS软件中建立变压器的绕组模型，利用有限元分析法对绕组沿绕制方向的漏磁通密度进行了仿真，仿真结果表明交叉

2、换位绕组方式减小了绕组间漏磁通密度，提高了变压器的变换效率。关键词：反激变换器；高频变压器；寄生参数；交叉换位技术中国分类号：TM46文献标识码：BOptimizationDesignofTransformerConversionEfficiencyinSwitchingPowerSupplyYANGXu—feng，HANChuang，LIYan—bin(AirandMissileDefenseCollege，AirForceEngineeringUniversity，Xi’anShanxi710051，China)ABSTRACT：Decreasingtheparasiticpara

3、metersisimprovetheconversionefficiencyoftransformer．Thedifficultyoftransformerefficiencyoptimizationisdecreasingtheeffectsofparasiticparametersfundamentally．Inthepaper，workingprocessofflybackconverterWasanalyzed，andtheproblemsofdamagestotheoutputofpowerconvertercausedbyleakageinductanceanddistri

4、butivecapacitanceintransformerwereresearched．Themethodofusinginter-leavingtechniquestodecreasetheparasiticparametersoftransformerWasputforward．ModelsoftransformerwindingwerebuiltbyANSYSsoftware，theleakagemagneticfluxdensitywhichisalongthewindingdirectionwassimulatedbasedOilfiniteelementanalysism

5、ethod．Thesimulationresultsindicatedthattheinterleavingtechniquescande-creasetheleakagemagneticfluxdensityandimprovetheconversionefficiencyoftransformer．KEYWORDS：Flybackeonvefler；High—frequeneytransformer；Parasiticparameters；Interleavingtechniquesl引言反激变换器具有电气绝缘性好、电压升降范围宽、可同时输出多路等优点。目前，反激变换器在开关电源市

6、场上应用最广泛。随着开关电源工作频率的提高，变压器的寄生参数降低了整个电路中开关管的耐压性，使变压器工作的可靠性变差，甚至使整个变换器的变换效率和电流品质远远低于设计预期。因此，寄生参数对于变换器的影响越来越变得不可忽视¨’3J。漏感和分布电容是变压器的两种主要寄生参数。很多研究人员研究了单一的寄生参数对于变换器的影响[3'4]。而现实情况中漏感和分布电容同时存在并影响变换器的工作状态。文献[5]从增大绕组高宽比等方面提高变压收稿日期：2015一05—19修回13期：2015一06一03器的变换效率，但这种方式易受到设备体积等现实问题的限制。文献[6]采用吸收变压器法抑制高频变压器分布

7、电容所造成的危害，这种方法可以降低分布电容的对于整个功率变换器的影响，但增大了变压器能量损耗，使变压器的转换效率降低。本文首先给出考虑寄生参数的变压器模型，分析了变换器的具体工作过程，详细归纳了寄生参数对变换器及其器件工作状态的影响，提出了采用改变绕组方式抑制变压器寄生参数的方法。该方法能够降低变压器的能量损耗，提高其转换效率，在不改变变压器体积的前提下从根本上减小变压器的寄生参数对于变换器的影响。2变压器模型原理特点变压器寄生参数对于反激变换