開關(guān)電源中磁元件理論及設(shè)計

開關(guān)電源中磁元件理論及設(shè)計(周老師)課程介紹：

    開關(guān)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(dǎo)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(shù)立即發(fā)生變化，磁性元件設(shè)計時總是要經(jīng)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(shù)也只是相對而言，也無法進行標(biāo)準(zhǔn)化機器化流水線生產(chǎn)，是勞動力相對密集的產(chǎn)業(yè)。
    磁性元件的分析和設(shè)計比電路復(fù)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(shè)計者經(jīng)驗和市場供應(yīng)情況有關(guān)，另外正確的設(shè)計不只是一般電路設(shè)計意義上的參數(shù)計算，還應(yīng)當(dāng)包括結(jié)構(gòu)、工藝和散熱條件等設(shè)計。高頻開關(guān)電源中的很多麻煩是由磁性元件工藝結(jié)構(gòu)和制造不合理引起的。所以即使是最優(yōu)秀的拓撲結(jié)構(gòu)，如果沒有合理地設(shè)計磁性元件也會導(dǎo)致不良的效果甚至失敗。
    由于開關(guān)電源的飛速發(fā)展，高等學(xué)校并沒有開設(shè)磁性元件設(shè)計方面的課程，加上磁元件的復(fù)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(nèi)容屆時會根據(jù)參會人員要求做調(diào)整。
1、磁性材料的基本參數(shù)
1.1磁性材料的磁化
1.2磁性材料的基本參數(shù)
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(shù)和高頻下的磁化特性曲線。
2、開關(guān)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(yīng)用場合，學(xué)會根據(jù)不同要求正確選擇磁性材料。
3、線圈中的磁現(xiàn)象及分布參數(shù)
3.1變壓器的漏感分析
3.2高頻變壓器線圈的電磁現(xiàn)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(xiàn)象，尤其是高頻下的磁現(xiàn)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(shè)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(dǎo)
5.4正激變換器的磁芯選擇
5.5正激變換器變壓器設(shè)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(shè)計理論和方法。
6、半橋變換器變壓器設(shè)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(dǎo)
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(shè)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(dǎo)和設(shè)計實例演示。
7、推挽變換器變壓器設(shè)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(dǎo)
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(shè)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(dǎo)和設(shè)計實例演示
8、電感設(shè)計
8.1 電感對磁化特性曲線的要求
8.2直流濾波電感設(shè)計常用方法
8.3電感輸出功率公式推導(dǎo)
8.4 電感設(shè)計舉例
8.5反激變換器電感設(shè)計
8.6磁粉芯電感設(shè)計
本節(jié)重點：根據(jù)電感的工作場合選擇不同的磁性材料進行電感設(shè)計，主要分析磁粉芯電感和氣隙鐵氧體電感的設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)，性能及設(shè)計方法。
10、磁集成技術(shù)
10.1磁集成技術(shù)概述
10.2 磁元件集成方式
10.4 磁集成的典型應(yīng)用舉例
本節(jié)重點：了解磁集成技術(shù)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(guān)電源磁元件測試標(biāo)準(zhǔn)
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(xué) 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(diào)入南京航空航天大學(xué)，從事民航電子電氣工程專業(yè)教學(xué)與科研工作，并擔(dān)任系主任。具有近30年開關(guān)電源、逆變器、功率放大器的研究設(shè)計經(jīng)歷，工程經(jīng)驗豐富，理論基礎(chǔ)扎實。出版專著《開關(guān)電源理論及設(shè)計》、《飛機電氣系統(tǒng)》2部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文60多篇。在電力電子、計算機測試技術(shù)等領(lǐng)域一直潛心研究，關(guān)注前沿發(fā)展。

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