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基于非整数匝理论平面型高频变压器特性研究

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更新日期：2022-02-08 10:11
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随着通讯设备的不断迅速发展，开关电源的高频化高功率密度高效的要求不断提高，低压大电流设备进一步发展。本文基于非整数匝理论，开展平面型高频变压器特性的研究，旨在能够突破副边最低一匝的限制，实现非整数匝匝比，以减小磁性元件尺寸和铜箔布线长度，提高隔离型变换器的功率密度和效率。

随着人们对小型化设备的需求不断提升，导致电源转换器^[^1-3]的效率和小型化的趋势快速发展，例如计算机，通信服务器和云计算应用。在这些应用设备中，往往涉及到高压转换成低压的情形，并且设备的功率也在不断提高，这就要求了电源转换器必须具备低压大电流的特点。LLC谐振变换器因其软开关特性，非常适合应用在高频环境，体积虽然减小了，但随着频率的增加，相应地也增加了开关损耗和涡流损耗^[^4,5]。所以，对其磁性元器件的优化设计显得至关重要。

GaN器件^[^6,7]相比于Si器件具有很好的高频特性，其开关损耗要远小于后者。Fred C.Lee针对GaN器件在LLC谐振变换器中的应用做了大量研究，创造性地提出了基于磁抵消原理的矩阵变压器式谐振变换器，实现了高效高功率密度高频的变换器设计。Yu-Chen Liu同样地针对LLC谐振变换器，设计了一种1/4匝变压器，实现低压大电流的输出，并且具有更低的铜损和磁芯损耗^[^8-11]。

本文基于非整数匝理论，对高频变压器特性展开了研究，并通过1/2匝变压器样品验证了非整数匝理论的可行性，为后续进一步优化设计奠定了基础。

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