【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路测量，尤其是一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法及系统。
技术介绍
1、cllc谐振电路作为一种在高频下运行且具备高功率密度特性的隔离型双向dc-dc变换器，因其卓越的软开关能力而被广泛认为是双向电能转换技术中具有潜力的拓扑结构。该变换器的适用范围广泛，涵盖了诸如不间断电源系统、直流分配网络以及电动车与电网之间的互联互通系统等多个重要领域。
2、随着电力电子控制技术进步及半导体和磁性材料性能的不断提高，变换器的工作频率已显著增加。这种频率提升导致变压器在高工作频率下的绕组损耗增加，主要是由于集肤效应和邻近效应的增强，进而引发元件内部温度上升和能量转换效率下降等问题。为了有效减少高频变压器的绕组损耗，通常会选择使用性能更优的高频绕线，如litz线，来进行改进。
3、针对litz线高频绕组损耗，已有三种主要解析模型：改进的dowell模型、ferreira模型和修正后的tourkhani模型。最初，dowell模型基于假设长条铜箔绕组具有理想的一维磁场分布而推导。一些研究者通过面积等效原则将litz线绕组视为铜箔绕组，从而改进了dowell模型，但ferreira指出此简化方法存在物理意义上的不足，导致较大的计算误差。因此，ferreira提出了圆形利兹线的二维损耗计算模型，但该模型未考虑同一层导体之间的相互作用，在绕组排列紧密时可能存在较大误差。为解决这一问题，tourkhani将利兹线等效为具有相同直径的圆形实导线，并提出了充分考虑内部结构的损耗计算模型。然而，tourkhan
4、以上问题亟需解决。
5、术语解释：
6、cllc谐振电路：是一种电力电子变换器，通常用于高效的能量传输。它使用谐振电感和谐振电容，通过调节电流和电压的谐振频率来实现高效的功率传输。
7、绕组损耗：指的是变压器或电感器中，由于线圈绕组中的电流通过导体产生热量而导致的能量损失。主要包括直流电阻损耗和高频情况下的集肤效应、邻近效应引起的损耗。
8、集肤效应：在高频电流下，电流倾向于集中在导体的表面流动，而不是整个导体的横截面，导致有效导体面积减小，增加了导体的等效电阻，进而增加损耗。
9、临近效应：当多个导体彼此靠近时，一个导体中的电流会产生磁场，影响临近导体中的电流分布，导致电流集中在靠近的表面部分，从而增加导体的损耗。
10、利兹(litz)线：是一种由许多绝缘细导线编织或平行排列在一起的导线，设计用于减少集肤效应和邻近效应引起的绕组损耗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本专利技术实施例的一个目的在于提供一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，该方法提高了cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算的精确度。
3、本专利技术实施例的另一个目的在于提供一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算系统。
4、为了达到上述技术目的，本专利技术实施例所采取的技术方案包括：
5、第一方面，本专利技术实施例提供了一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，包括以下步骤：
6、构建利兹线内部磁场强度模型，根据所述利兹线内部磁场强度模型确定圆形利兹线磁场强度的极坐标表达式；
7、确定目标cllc谐振电路的一次侧电流有效值和二次侧电流有效值；
8、确定邻近效应损耗表达式，根据所述极坐标表达式、所述一次侧电流有效值、所述二次侧电流有效值以及所述邻近效应损耗表达式计算得到所述目标cllc谐振电路原副边的邻近效应损耗值；
9、确定趋肤效应损耗表达式，根据所述极坐标表达式、所述一次侧电流有效值、所述二次侧电流有效值以及所述趋肤效应损耗表达式计算得到所述目标cllc谐振电路原副边的趋肤效应损耗值。
10、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述利兹线内部磁场强度模型为：
11、h＝[hext(δx,k)+hint(r)cosθ]·ey-hintsinθ·ex
12、
13、其中，h表示第k层圆形利兹线内部各点的磁场强度，δx表示圆形利兹线绕组内部各点距离其最左侧点的水平距离，r表示圆形利兹线内部各点与圆形利兹线中心的距离，θ表示圆形利兹线内部各点与圆形利兹线中心连成的线段与x轴之间的夹角，ex表示x轴的单位向量，ey表示y轴的单位向量，hw表示圆形利兹线绕组所构成的高度，n表示圆形利兹线绕组每层圆形利兹线的匝数，dlitz表示圆形利兹线绕组的直径，rlitz表示圆形利兹线绕组的半径，i表示通过圆形利兹线的电流幅值。
14、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述极坐标表达式为：
15、
16、其中，h(r,θ)表示圆形利兹线内部点(r,θ)的磁场强度的极坐标。
17、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述一次侧电流有效值通过下式确定：
18、
19、所述二次侧电流有效值通过下式确定：
20、
21、其中，ilr1,rms表示一次侧电流有效值，ilr2.rms表示二次侧电流有效值，vo表示目标cllc谐振电路的输出电压，n表示变压器变比，lm表示励磁电感，r0表示负载电阻,fs表示电路工作频率。
22、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述邻近效应损耗表达式为：
23、
24、其中，pproximity表示邻近效应损耗值，d表示波形占空比，bp表示正弦波磁场的幅值，f表示磁场变化的频率，l表示圆形利兹线导体的长度，d表示圆形利兹线导体的直径，σ表示导线电导率；
25、所述趋肤效应损耗表达式为：
26、
27、
28、其中，pskin表示趋肤效应损耗值，r表示圆形利兹线内部各点与圆形利兹线中心的距离，θ表示圆形利兹线内部各点与圆形利兹线中心连成的线段与x轴之间的夹角。
29、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述邻近效应损耗值通过下式计算得到：
30、
31、其中，p1,proximity表示目标cllc谐振电路原边的邻近效应损耗值，p2,proximity表示目标cllc谐振电路副边的邻近效应损耗值，vo表示目标cllc谐振电路的输出电压，n表示变压器变比，lm表示励磁电感，r0表示负载电阻,fs表示电路工作频率，μ0表示真空磁导率，hw表示圆形利兹线绕组所构成的高度，n表示圆形利本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述利兹线内部磁场强度模型为：
3.根据权利要求2所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述极坐标表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述一次侧电流有效值通过下式确定：
5.根据权利要求1所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述邻近效应损耗表达式为：
6.根据权利要求5所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述邻近效应损耗值通过下式计算得到：
7.根据权利要求5所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述趋肤效应损耗值通过下式计算得到：
8.一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算系统，其特征在于，包括：
9.一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算装
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1至7中任一项所述的一种CLLC谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法。
...【技术特征摘要】
1.一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述利兹线内部磁场强度模型为：
3.根据权利要求2所述的一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述极坐标表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述一次侧电流有效值通过下式确定：
5.根据权利要求1所述的一种cllc谐振电路圆形利兹线绕组损耗计算方法，其特征在于，所述邻近效应损耗表达式为：
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨汝，周乐保，杨红，揭海，易铭健，陈健玮，欧嘉鸣，范炜豪，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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