中国科学院电工研究所赵鲁获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院电工研究所申请的专利一种抑制纳米晶高频变压器漏磁通涡流损耗的复合磁设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118197784B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410347149.0,技术领域涉及:H01F41/02;该发明授权一种抑制纳米晶高频变压器漏磁通涡流损耗的复合磁设计方法是由赵鲁;刘学;成实;迟宇航设计研发完成,并于2024-03-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种抑制纳米晶高频变压器漏磁通涡流损耗的复合磁设计方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种抑制纳米晶高频变压器漏磁通涡流损耗的复合磁设计方法。该方法适用于大功率DCDC变换器,包括原边绕组和副边绕组相互分离,使纳米晶高频变压器具有高漏感;通过有限元仿真确定大功率纳米晶高频变压器磁芯的主要温升区域;在上述温升区域的外侧,套接一层厚度较小的铁氧体磁环,以控制漏磁通路径,减少沿垂直方向穿过纳米晶带材的漏磁通;通过改变铁氧体磁环厚度,用有限元仿真验证纳米晶磁芯外套铁氧体磁环对涡流损耗的抑制效果;综合考虑体积、漏感和损耗,确定铁氧体磁环厚度。本发明在不显著改变纳米晶高频变压器体积和漏感的前提下,明显降低了磁芯损耗。
本发明授权一种抑制纳米晶高频变压器漏磁通涡流损耗的复合磁设计方法在权利要求书中公布了:1.一种抑制纳米晶高频变压器漏磁通涡流损耗的复合磁设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 步骤1,建立原、副边绕组分离的纳米晶高频变压器模型; 步骤2,对纳米晶高频变压器的磁芯内侧和外侧的10层纳米晶带材按照实际厚度进行建模; 步骤3,输入原边激励为幅值100A的正弦交流电,副边接阻性负载,确定纳米晶磁芯高频漏磁通感应的涡流损耗过大区域,该涡流损耗过大区域为主要温升区域;该主要温升区域位于纳米晶磁芯边缘带材; 步骤4,在上述主要温升区域的外侧,套接一层铁氧体磁环; 步骤5,输入如步骤3所述的激励,观察漏磁通涡流损耗下降趋势; 步骤6,通过改变铁氧体磁环厚度,验证纳米晶磁芯外套铁氧体磁环对涡流损耗的抑制效果; 步骤7,综合考虑纳米晶磁芯体积、高频变压器漏感和损耗,确定铁氧体磁环厚度,纳米晶磁芯和铁氧体磁环总体积保持不变,改变铁氧体磁环厚度,相应改变纳米晶磁芯厚度,观察总磁芯损耗变化情况; 两个铁氧体磁环分别套接在纳米晶磁芯两侧,内侧铁氧体磁环的外径略小于纳米晶磁芯内径,外侧铁氧体磁环的内径略大于纳米晶磁芯外径,铁氧体磁环高度等于纳米晶磁芯高度;用于控制漏磁通路径,减小垂直穿过纳米晶带材的磁通量; 通过增大铁氧体磁环厚度,高频变压器漏感基本不变,漏磁通涡流损耗降低,但是同等体积下纳米晶磁芯尺寸减小,性能下降,因此需平衡两者关系,选择铁氧体磁环厚度为2mm;纳米晶磁芯形状为空心圆柱体,通过内径、外径、高度可唯一确定其外形尺寸,其厚度定义为外径与内径之差的一半,纳米晶磁芯由纳米晶带材卷绕而成,单层带材厚度为20μm,漏磁通由漏感产生,其路径垂直穿过纳米晶带材,感应出的涡流即漏磁通涡流,高漏感情况下,通过有限元仿真得到,漏磁通涡流损耗主要集中在空心圆柱体内外两侧立面附近,随深度增加而急剧降低。
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