高頻功率變換器雜散參數行為特徵及系統最佳化研究

《高頻功率變換器雜散參數行為特徵及系統最佳化研究》是依託華南理工大學，由杜貴平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高頻功率變換器雜散參數行為特徵及系統最佳化研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：杜貴平
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

高頻功率變換器中雜散參數的行為對其性能具有極大影響，目前國內外對該領域的系統研究較為缺乏。本項目將對高頻功率變換器的主要雜散參數進行系統歸類和抽取，擺脫器件理想模型和集總參數的束縛，跳出理想拓撲結構框架，採用電磁場理論和基於雜散參數的建模方法，建立較為完整的基於雜散參數的電力電子系統模型，通過仿真研究和試驗研究，集中分析雜散參數的行為特徵和作用機理，從電磁能量的角度探索雜散參數對系統的影響本質，建立一套考慮雜散參數的瞬態換流迴路拓撲分析方法和結合電磁特性、溫度特性、機械特性、控制特性的系統最佳化方法，使高頻功率變換器的瞬態特性、EMI、可靠性等得到最佳化和提高。以指導高頻功率變換器及其它電力電子系統的最優設計和高效、可靠運行。

結題摘要

針對高頻功率變換器中雜散參數對性能的顯著影響作用，在國家自然科學基金的資助下，項目對高頻功率變換器的主要雜散參數進行系統歸類和抽取，擺脫器件理想模型和集總參數的束縛，對高頻變換器中功率器件、高頻變壓器、連線母排、控制電路PCB等環節雜散電阻、雜散電容以及雜散電感等參數的抽取原理及實驗測量方法進行了系統分析和研究；通過仿真研究和試驗，集中分析了雜散參數的行為特徵和作用機理，從電磁能量的角度探索了雜散參數對系統的影響本質；採用電磁場理論和基於雜散參數的建模方法，建立了基於雜散參數的高頻功率變壓器的數學模型、IGBT電熱模型和控制系統模型；提出了高頻功率變壓器及連線母排的最佳化設計方法及系統控制策略；以此為基礎建立了結合電磁特性、溫度特性、機械特性、控制特性的系統可靠性評估及最佳化方法，對提升高頻裝置的綜合性能和可靠性具有積極的指導意義。公開發表學術論文14篇，申請國家專利12項，授權5項。項目按原研究計畫實施，無調整情況。