开关电源中磁元件理论及设计

开关电源中磁元件理论及设计(周老师)课程介绍：

    开关电源中要用到许多磁性材料，磁性材料是非线性的且会饱和，磁导率不是无穷大，磁性元件周围总有漏磁存在，电路中寄生的电感和电容到处存在，工作频率改变性能参数立即发生变化，磁性元件设计时总是要经过多次校验和优化才行。磁性元件不易集成，即使磁集成技术也只是相对而言，也无法进行标准化机器化流水线生产，是劳动力相对密集的产业。
    磁性元件的分析和设计比电路复杂的多，要直接得到唯一的答案是困难的。最终解决的方案受到主观因素、设计者经验和市场供应情况有关，另外正确的设计不只是一般电路设计意义上的参数计算，还应当包括结构、工艺和散热条件等设计。高频开关电源中的很多麻烦是由磁性元件工艺结构和制造不合理引起的。所以即使是最优秀的拓扑结构，如果没有合理地设计磁性元件也会导致不良的效果甚至失败。
    由于开关电源的飞速发展，高等学校并没有开设磁性元件设计方面的课程，加上磁元件的复杂性，使得很多研发人员概念模糊，下手困难。

● 课程大纲：课程内容届时会根据参会人员要求做调整。
1、磁性材料的基本参数
1.1磁性材料的磁化
1.2磁性材料的基本参数
1.3高频下的磁化曲线磁
本节重点：掌握磁性材料的基本参数和高频下的磁化特性曲线。
2、开关电源中常见的磁性材料
2.1对软磁材料的要求
2.2软磁铁氧体材料
2.3合金磁材料
2.4金属磁粉芯磁性材料
2.5软磁材料的选用原则
本节重点：了解常见的磁性材料、特点及主要的应用场合，学会根据不同要求正确选择磁性材料。
3、线圈中的磁现象及分布参数
3.1变压器的漏感分析
3.2高频变压器线圈的电磁现象
3.3线圈间分布电容
本节重点：掌握分析线圈中的磁现象，尤其是高频下的磁现象，以及分布电容对磁元件的影响。
4、变压器的损耗及热计算
4.1磁芯损耗
4.2 热阻与温升计算
4.3磁元件损耗分配
本节重点：掌握变压器的损耗分析，磁芯损耗和线圈损耗的计算，热阻和温升的计算等。
5、正激变换器变压器设计
5.1电路中的变压器
5.2正激变换器变压器对磁芯的要求
5.3正激变换器拓扑输出功率的推导
5.4正激变换器的磁芯选择
5.5正激变换器变压器设计举例
本节重点：了解正激变压换的工作原理，掌握正激变压器的设计理论和方法。
6、半桥变换器变压器设计
6.1半桥变换器对磁芯的要求
6.2 半桥变换器拓扑输出功率公式推导
6.3 半桥变换器变压器磁芯选择
6.4 半桥变换器变压器设计举例
本节重点：了解半桥变换器的工作原理，磁芯的处理功率能力的公式推导和设计实例演示。
7、推挽变换器变压器设计
7.1半桥变换器对磁芯的要求
7.2 半桥变换器拓扑输出功率公式推导
7.3 半桥变换器变压器磁芯选择
7.4 半桥变换器变压器设计举例
本节重点：了解推挽变换器的工作原理，磁芯的处理功率能力的公式推导和设计实例演示
8、电感设计
8.1 电感对磁化特性曲线的要求
8.2直流滤波电感设计常用方法
8.3电感输出功率公式推导
8.4 电感设计举例
8.5反激变换器电感设计
8.6磁粉芯电感设计
本节重点：根据电感的工作场合选择不同的磁性材料进行电感设计，主要分析磁粉芯电感和气隙铁氧体电感的设计，由于反激变压器工作有类似电感的地方，也在这章讲解。
9、平面磁元件
9.1 平面磁芯
9.2 平面变压器设计
9.3 平面变压器与传统变压器的比较
本节重点：了解平面变压器的结构，性能及设计方法。
10、磁集成技术
10.1磁集成技术概述
10.2 磁元件集成方式
10.4 磁集成的典型应用举例
本节重点：了解磁集成技术的概念和方法
11、温升、绝缘及电气特性测试
11.1温升
11.1.1温升计算
11.1.2温升测试
11.2绝缘
11.2.1绝缘等级
11.2.2绝缘电阻
11.2.3绝缘强度
11.2.4绝缘电晕放电
11.2.5爬电与飞弧
11.3常规电气特性测试
11.3.1开关电源磁元件测试标准
11.3.2测试项目
本节重点：了解变压器温升、绝缘及电气特性测试方法

● 授课专家：周老师，1982年考入南京航空航天大学 电力电子专业，1989年毕业于本专业的硕士，后在中电总公司南京14所电源室工作先后任专业组长、研究室主任，1995年调入南京航空航天大学，从事民航电子电气工程专业教学与科研工作，并担任系主任。具有近30年开关电源、逆变器、功率放大器的研究设计经历，工程经验丰富，理论基础扎实。出版专著《开关电源理论及设计》、《飞机电气系统》2部，发表学术论文60多篇。在电力电子、计算机测试技术等领域一直潜心研究，关注前沿发展。

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