本课程也可作为 ECEA 5703 的学分,是 CU Boulder 电气工程理学硕士学位课程的一部分。 本课程涵盖电力电子转换器中使用的磁性元件(包括电感器和变压器)的分析和设计。课程首先介绍电感器和变压器背后的物理原理,包括电感器中的电感、磁芯材料饱和、气隙和储能、磁阻和磁路建模、变压器等效电路、磁化和漏感等概念。还开发了多绕组变压器模型,包括串联和并联结构的电感矩阵表示法。磁性元件损耗建模涵盖铁芯和绕组损耗,包括集肤效应和邻近效应。最后,还为开关模式功率转换器中电感器的优化设计开发了一套完整的程序。


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该课程共有4个模块
磁性器件是每个开关转换器不可分割的一部分。通常情况下,磁性器件的设计不能与转换器的设计分开。电力电子工程师不仅必须对转换器进行建模和设计,还必须对磁性器件进行建模和设计。开关转换器的磁学建模和设计就是本课程的主题。在本模块中,将回顾基本的磁学理论,包括磁路、电感器建模和变压器建模。这为课程的其余部分提供了所需的技术工具,以便理解磁性器件的运行、建立其损耗模型以及设计用于开关转换器的磁性器件。
涵盖的内容
5个视频5篇阅读材料1个作业
涡流还会造成绕组导体的功率损耗。这可能导致铜损耗大大超过直流绕组电阻预测值。特定的导体涡流机制被称为 "趋肤效应 "和 "邻近效应"。这些效应在多层绕组的大电流导体中最为明显,尤其是在高频转换器中。本模块解释了这些物理机制,并提供了计算这些损耗的实用方法。
涵盖的内容
7个视频2篇阅读材料1个作业
本章的目标是设计用于开关转换器的电感器。具体来说,滤波器电感器等磁性元件的设计采用几何常数 (Kg) 方法。事先指定最大磁通密度 Bmax,并设计元件以达到给定的铜损。单绕组电感器和多绕组元件(如耦合电感器和反激式变压器)都在考虑之列。
涵盖的内容
8个视频1篇阅读材料1个作业
在相当多的磁性应用中,工作磁通密度受到铁芯损耗而非饱和度的限制。例如,在传统的高频变压器中,通常需要通过降低峰值交流磁通密度来限制磁芯损耗。因此,限制磁芯损耗的磁性器件的设计特点是找到能使磁芯和铜的总损耗最小的交流磁通密度。本模块考虑了用于开关转换器的变压器和交流电感器的设计,包括总损耗的最小化。设计实例包括全桥双输出转换器和隔离 Cuk 转换器的隔离变压器。
涵盖的内容
5个视频1篇阅读材料1个作业
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学生评论
161 条评论
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已于 Sep 27, 2024审阅
Great course, coming from Delft Structure Design Method and learning Middlebrook Design Oriented Analysis method was great.
已于 May 2, 2021审阅
this course is especially for power electronics designer
已于 Nov 13, 2022审阅
the interesting course , I had alot of things about it.
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