開關電源中磁元件理論及設計

開關電源中磁元件理論及設計(周老師)課程介紹：

    開關電源中要用到許多磁性材料，磁性材料是非線性的且會飽和，磁導率不是無窮大，磁性元件周圍總有漏磁存在，電路中寄生的電感和電容到處存在，工作頻率改變性能參數立即發(fā)生變化，磁性元件設計時總是要經過多次校驗和優(yōu)化才行。磁性元件不易集成，即使磁集成技術也只是相對而言，也無法進行標準化機器化流水線生產，是勞動力相對密集的產業(yè)。
    磁性元件的分析和設計比電路復雜的多，要直接得到唯一的答案是困難的。最終解決的方案受到主觀因素、設計者經驗和市場供應情況有關，另外正確的設計不只是一般電路設計意義上的參數計算，還應當包括結構、工藝和散熱條件等設計。高頻開關電源中的很多麻煩是由磁性元件工藝結構和制造不合理引起的。所以即使是最優(yōu)秀的拓撲結構，如果沒有合理地設計磁性元件也會導致不良的效果甚至失敗。
    由于開關電源的飛速發(fā)展，高等學校并沒有開設磁性元件設計方面的課程，加上磁元件的復雜性，使得很多研發(fā)人員概念模糊，下手困難。

● 課程大綱：課程內容屆時會根據參會人員要求做調整。
1、磁性材料的基本參數
1.1磁性材料的磁化
1.2磁性材料的基本參數
1.3高頻下的磁化曲線磁
本節(jié)重點：掌握磁性材料的基本參數和高頻下的磁化特性曲線。
2、開關電源中常見的磁性材料
2.1對軟磁材料的要求
2.2軟磁鐵氧體材料
2.3合金磁材料
2.4金屬磁粉芯磁性材料
2.5軟磁材料的選用原則
本節(jié)重點：了解常見的磁性材料、特點及主要的應用場合，學會根據不同要求正確選擇磁性材料。
3、線圈中的磁現象及分布參數
3.1變壓器的漏感分析
3.2高頻變壓器線圈的電磁現象
3.3線圈間分布電容
本節(jié)重點：掌握分析線圈中的磁現象，尤其是高頻下的磁現象，以及分布電容對磁元件的影響。
4、變壓器的損耗及熱計算
4.1磁芯損耗
4.2 熱阻與溫升計算
4.3磁元件損耗分配
本節(jié)重點：掌握變壓器的損耗分析，磁芯損耗和線圈損耗的計算，熱阻和溫升的計算等。
5、正激變換器變壓器設計
5.1電路中的變壓器
5.2正激變換器變壓器對磁芯的要求
5.3正激變換器拓撲輸出功率的推導
5.4正激變換器的磁芯選擇
5.5正激變換器變壓器設計舉例
本節(jié)重點：了解正激變壓換的工作原理，掌握正激變壓器的設計理論和方法。
6、半橋變換器變壓器設計
6.1半橋變換器對磁芯的要求
6.2 半橋變換器拓撲輸出功率公式推導
6.3 半橋變換器變壓器磁芯選擇
6.4 半橋變換器變壓器設計舉例
本節(jié)重點：了解半橋變換器的工作原理，磁芯的處理功率能力的公式推導和設計實例演示。
7、推挽變換器變壓器設計
7.1半橋變換器對磁芯的要求
7.2 半橋變換器拓撲輸出功率公式推導
7.3 半橋變換器變壓器磁芯選擇
7.4 半橋變換器變壓器設計舉例
本節(jié)重點：了解推挽變換器的工作原理，磁芯的處理功率能力的公式推導和設計實例演示
8、電感設計
8.1 電感對磁化特性曲線的要求
8.2直流濾波電感設計常用方法
8.3電感輸出功率公式推導
8.4 電感設計舉例
8.5反激變換器電感設計
8.6磁粉芯電感設計
本節(jié)重點：根據電感的工作場合選擇不同的磁性材料進行電感設計，主要分析磁粉芯電感和氣隙鐵氧體電感的設計，由于反激變壓器工作有類似電感的地方，也在這章講解。
9、平面磁元件
9.1 平面磁芯
9.2 平面變壓器設計
9.3 平面變壓器與傳統(tǒng)變壓器的比較
本節(jié)重點：了解平面變壓器的結構，性能及設計方法。
10、磁集成技術
10.1磁集成技術概述
10.2 磁元件集成方式
10.4 磁集成的典型應用舉例
本節(jié)重點：了解磁集成技術的概念和方法
11、溫升、絕緣及電氣特性測試
11.1溫升
11.1.1溫升計算
11.1.2溫升測試
11.2絕緣
11.2.1絕緣等級
11.2.2絕緣電阻
11.2.3絕緣強度
11.2.4絕緣電暈放電
11.2.5爬電與飛弧
11.3常規(guī)電氣特性測試
11.3.1開關電源磁元件測試標準
11.3.2測試項目
本節(jié)重點：了解變壓器溫升、絕緣及電氣特性測試方法

● 授課專家：周老師，1982年考入南京航空航天大學 電力電子專業(yè)，1989年畢業(yè)于本專業(yè)的碩士，后在中電總公司南京14所電源室工作先后任專業(yè)組長、研究室主任，1995年調入南京航空航天大學，從事民航電子電氣工程專業(yè)教學與科研工作，并擔任系主任。具有近30年開關電源、逆變器、功率放大器的研究設計經歷，工程經驗豐富，理論基礎扎實。出版專著《開關電源理論及設計》、《飛機電氣系統(tǒng)》2部，發(fā)表學術論文60多篇。在電力電子、計算機測試技術等領域一直潛心研究，關注前沿發(fā)展。

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