技術名稱 四分之一圈變壓器設計之高效能及高功率密度高頻LLC諧振轉換器
計畫單位 國立宜蘭大學
計畫主持人 劉宇晨
技術簡介
本計畫分析了四分之一圈繞阻對於效率的影響,並利用模擬軟體Maxwell來驗證此平板變壓器結構以及電路動作,同時利用Q3D Extractor 驗證實際PCB佈線,降低二次側各別繞組因寄生元件而產生的不均流。最終使用寬能隙元件實現工作頻率操作於1 MHz、輸出功率為1 kW且功率密度為37.6 W/cm3,最高效率可以達到97%的諧振式轉換器。
科學突破性
本計畫提出達成二次側分數圈並且同時讓變壓器磁通平衡,並利用變數方程式,在考量鐵心損耗、交直流銅線損耗以及功率密度的情況下,設計最佳化鐵芯尺寸,且搭配Maxwell模擬軟體,來驗證繞組採用四分之一圈的結構,確實具有磁通平衡,同時也利用Q3D Extractor來確認PCB走線的對稱性及降低迴路上的寄生元件。
產業應用性
LLC轉換器常被用在伺服器電源供應器中,為了在有限的空間內提升功率容量,設計電路時,必須以高效率、高功率密度為目標。本計畫為了有效地降低二次側銅損,提出分數圈的變壓器設計,有助於降低銅損且變壓器尺寸。
關鍵字 磁通平衡 分數圈變壓器 高頻率 高功率密度 LLC諧振式轉換器 Maxwell有限元素分析 變壓器優化 平板變壓器 Q3D模擬 寬能隙元件
備註
半導體射月計畫
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  • 劉宇晨
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