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磁集成技术中薄膜磁性元件等效电路模型的研究

作　者: 姜丽媛
导　师: 李洪珠
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 电压调整模块磁集成薄膜磁件磁性元件建模电流纹波
分类号: TM53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要

论文首先简要介绍了薄膜磁件的发展概况，陈列了现有的薄膜电感器的种类，给出了薄膜磁芯材料的基本特性及建模要求。同时，文中罗列出现有各种不同的等效模型间的类比关系及其相互间的对比，来说明T-I模型具有建模简单直观、同时反映磁心和绕组特性等优点。本文面向绝大多数电力电子工程师的需要及系统研究的需求，基于T-I模型，针对磁件的基本磁滞特性及集成磁件建模方法进行研究。文中利用所建的集成磁件等效电路模型，结合两相VRM模块，对采用T-I模型等效的薄膜电感进行了参数设计和系统仿真分析。仿真结果和实验结果具有较好的一致性，说明了所建立的T-I模型能够较准确的模拟薄膜磁件的非线性特性、磁滞、饱和特性，也能够有力的支持和帮助电力电子系统的设计及优化。本文详细阐述了磁集成薄膜技术和T-I模型建立的方法，归纳总结了薄膜磁件的分类方法和特点，列举了应用实例。文章得出结论：模型的建立对准确的分析整个系统的动静态特性、充分了解磁件的工作状态、优化薄膜磁件的设计，都有着重要的意义。它既能降低硬件损耗、解决磁场参数观测困难的问题，同时也可以减少研发周期和成本。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-24
  1.1 薄膜磁件发展概述  11
  1.2 薄膜电感器的分类  11-14
  1.3 薄膜磁芯材料的基本特性及建模参数要求  14-17
    1.3.1 薄膜磁芯材料的基本特性  14-16
    1.3.2 磁件建模要研究的参数及建模要求  16
    1.3.3 磁件建模的理论依据  16-17
  1.4 几种传统的磁件等效模型  17-22
    1.4.1 各模型相互间的关系及比较  21-22
    1.4.2 各模型不足  22
  1.5 论文的主要研究内容  22-24
2 变压器-电感模型的建模理论分析  24-42
  2.1 T-I 模型建立的意义  24
  2.2 T-I 仿真模型基本理论  24-28
    2.2.1 用线性电感模拟磁件非线性的 T-I 模型  25
    2.2.2 用非线性电感模拟磁件非线性的 T-I 模型  25-28
  2.3 考虑磁滞特性的 T-I 模型  28-32
    2.3.1 利用线性电阻模拟磁滞效应  28-30
    2.3.2 利用非线性电阻模拟磁滞效应  30-32
      2.3.2.1 磁滞模型的建立  30-31
      2.3.2.2 磁滞参数的推导  31-32
  2.4 考虑饱和特性的 T-I 模型  32-35
    2.4.1 利用线性电导模拟饱和效应  32-33
    2.4.2 利用非线性电导模拟饱和效应  33-35
      2.4.2.1 饱和模型的建立  33-34
      2.4.2.2 饱和参数的推导  34-35
  2.5 考虑磁滞、饱和特性的非线性电感模型  35-39
    2.5.1 模型的仿真验证  36-39
  2.6 利用 T-I 仿真模型的磁件建模  39-41
  2.7 本章小结  41-42
3 T-I 等效电路模型的仿真  42-50
  3.1 T-I 非线性电感模型的局部磁化曲线模拟  42-43
  3.2 磁滞模型的仿真验证  43-46
  3.3 饱和模型的仿真验证  46-47
  3.4 T－I 非线性电感模型实际磁芯模拟验证  47-49
  3.5 本章小结  49-50
4 薄膜磁件的 T-I 模型在交错并联 Buck 电路中的应用  50-67
  4.1 两相交错并联磁集成 buck 变换器的工作原理  50-54
  4.2 两相 buck 等效模型电路系统损耗分析  54-58
    4.2.1 输出纹波电压  54-55
    4.2.2 导通损耗  55-56
    4.2.3 开关损耗  56-57
    4.2.4 静态损耗  57-58
  4.3 利用 T-I 模型的集成磁件建模分析  58-61
  4.4 两相 buck 改进型 T-I 等效电路模型的建立  61-62
  4.5 两相 VRM 模型的仿真验证  62-64
  4.6 VRM 实验平台及主要性能指标  64-66
    4.6.1 实验验证  64-66
  4.7 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-71
作者简历  71-73
学位论文数据集  73-74

磁集成技术中薄膜磁性元件等效电路模型的研究

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