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龙图腾网获悉中国船舶集团有限公司第七一九研究所申请的专利一种采用高导热陶瓷材料的大功率高频变压器骨架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：CN117316348B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06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：202311285062.7，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种采用高导热陶瓷材料的大功率高频变压器骨架设计方法是由汪永茂;田杰;宫金武;何宇;鄢伦;于帅;王开国;石子帅;雷秉霖;赵雨田;黄犇;方斌;钟晖;万勇;冷凤;谢炜;吴大立;王云帆;黄瑞明;蓝宇;王祯;李舟平设计研发完成，并于2023-10-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种采用高导热陶瓷材料的大功率高频变压器骨架设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种采用高导热陶瓷材料的大功率高频变压器骨架设计方法，所述变压器包括原边和副边，原边和副边的设计方法相同，原边和副边中任意一个的设计方法包括确定变压器设计参数；计算骨架厚度最小值wmin并设置骨架几何参数初始值，骨架采用氮化铝材料制成，骨架厚度最小值wmin依据氮化铝材料的标称绝缘强度Em计算，计算变压器损耗；求解变压器热路模型以计算变压器温升、输出骨架设计结果。

本发明授权一种采用高导热陶瓷材料的大功率高频变压器骨架设计方法在权利要求书中公布了：1.一种采用高导热陶瓷材料的大功率高频变压器骨架设计方法，所述变压器骨架包括原边和副边，原边和副边的设计方法相同，其特征在于，原边和副边中任意一个的设计方法包括： 步骤1、确定变压器设计参数；步骤2、计算骨架厚度最小值wmin并设置骨架几何参数初始值，骨架采用氮化铝材料制成，骨架厚度最小值wmin依据氮化铝材料的标称绝缘强度Em计算： ， 式中，U1是该边电压的幅值，k是绝缘安全系数； 步骤3、计算变压器损耗, 所述变压器损耗包括磁芯铁损PFe及绕组铜损PCu,pri，磁芯铁损PFe的计算过程包括：计算磁芯单位体积的铁损Pv，计算的自变量为工作频率f，最大工作磁密Bm及斯坦梅兹方程系数k、α、β，磁通波形系数Feq，计算公式如下： ， 其次，计算总的磁芯铁损PFe，计算的自变量为磁芯单位体积的铁损Pv及磁芯体积Vcore，计算公式如下： ， 铜耗PCu,pri的计算过程包括：计算频率为f时的交流电阻系数如下： ， 其中： ， 式中，m是绕组层数，dr是绕组圆导线的直径，t是相邻圆导线圆心距，σ是铜的电导率，μ是铜的磁导率，ber和bei分别是第一类0阶贝塞尔函数的实部和虚部，下标2代表二阶，上标’代表求导，求得绕组铜损PCu,pri表达式如下： ， 式中：交流电阻由交流电阻系数体现，Fr,n表示第n次谐波电流的交流电阻系数；Rdc为绕组运行温度下的直流电阻；Irms,n表示原边第n次谐波电流分量有效值,步骤4、求解变压器热路模型以计算变压器温升、输出骨架设计结果,步骤4中求解变压器热路模型的过程包括： 计算传导热阻，传导热阻的计算公式如下： ， 式中，l代表热流路径的长度，S代表垂直于热流方向的截面积，λ代表材料的热导率, 计算对流热阻，对流热阻的计算公式如下： ， 式中，h为对流换热系数，A为与空气接触的表面积，ΔT为热对流两者的温差， 计算辐射热阻，辐射热阻的计算公式如下： ， 式中，ε为材料的辐射系数，Ａ为热辐射的有效面积；T1和T0分别为热辐射双方的温度， 根据得到的等效热路模型以及热阻大小，计算高频变压器各处温升得如下方程组： ， 解此方程组即可得到变压器磁芯与原边绕组的温度Tcore、TCu,pri，若变压器温升过高，不满足温升限制Tmax，则增大外圆柱套筒散热齿的表面积A0，以减小骨架外圆柱套筒与空气之间的对流与辐射热阻Rbobo,cv、Rbobo,rad，并重新求解热路模型，如此迭代下去直到找到使变压器温升小于Tmax的A0，并记录此时的骨架设计参数，输出骨架设计结果， 热路模型中包括：磁芯与骨架内圆柱套筒之间的绝缘灌封胶的第一传导热阻Rresini,cd，骨架内圆柱套筒的第二传导热阻Rbobi,cd，骨架上圆环底座与空气之间的第一、第二对流与辐射热阻Rbobu,cv、Rbobu,rad，骨架下圆环底座与空气之间的第三、第四对流与辐射热阻Rbobd,cv、Rbobd,rad，骨架内外圆柱套筒之间的绝缘灌封胶的第三传导热阻Rresino,cd，骨架外圆柱套筒的第四传导热阻Rbobo,cd，骨架外圆柱套筒与空气之间的第五、第六对流与辐射热阻Rbobo,cv、Rbobo,rad，第五、第六对流与辐射热阻Rbobo,cv、Rbobo,rad彼此并联与第四传导热阻Rbobo,cd以及第三传导热阻Rresino,cd串联形成第一热阻支路，第一、第二对流与辐射热阻Rbobu,cv、Rbobu,rad、第三、第四对流与辐射热阻Rbobd,cv、Rbobd,rad彼此并联后与第二传导热阻Rbobi,cd串联形成第二热阻支路，低于热阻支路与第二热阻支路并联，连接在Tamb与TCu,pri之间。

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