罗彦江

摘  要：针对中频变压器性能参数多、高频电流引起的交流损耗计算复杂等问题，该文针对中频变压器设计方法进行了分析，详细说明了变压器电磁参数、损耗参数以及温升的计算方法。最后，通过设计1.15 kV/60 kW中频变压器，并对其物理样机的性能参数进行测试，验证了中频变压器计算方法的准确性。该方法可应用于大功率中频变压器的优化设计，提高中频变压器设计效率，降低变压器研发成本。

关键词：中频变压器  交流损耗  励磁电感  漏感

中图分类号：TM432                        文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）04（b）-0087-04

Research on Design Method of High Power Medium Frequency Transformer

LUO Yanjiang

（Ningxia Yinli Electric Co.， Ltd.， Yinchuan， Ningxia Hui Autonomous Region， 750000  China）

Abstract： In view of the many performance parameters of the medium frequency transformer （MFT） and the difficulty in calculating the AC loss caused by the high frequency current， this paper analyzes the design method of the MFT， and gives the calculation methods of the transformer electromagnetic parameters， loss and temperature rise. Finally， by designing the 1.15 kV/60 kW MFT， and testing its physical prototype's performance parameters， the accuracy of the calculation method is verified. This method can be applied to the optimal design of high-power MFTs， improve the design efficiency， and reduce research and development costs.

Key Words： Medium frequency transformer; AC loss; Magnetic inductance; Leakage inductance

随着硅半导体器件的稳定进步和宽禁带半导体器件（例如SiC和GaN）的发展和应用，推动了电力电子转换器朝向高电压、高频率和小体积快速发展。作为电力电子转换器的核心器件之一的中频变压器（Medium Frequency Transformer，MFT），部分文献也称为高频变压器，其高频化和小型化设计是推动这一进程的核心力量。

相比傳统工频变压器，虽然中频变压器体积更小，功率密度更高，但由高频电流引起的磁滞、磁芯涡流与绕组的集肤效应、邻近效应导致变压器损耗显著增加，使得中频变压器产生更大的温升，对其散热设计要求越来越高。同时，随着LLC电路拓扑的广泛应用，中频变压器的励磁电感和漏感也都必须满足指标要求，使得中频变压器设计更加复杂。中频变压器参数指标的准确计算，是实现其高频化、小型化设计的关键因素。

当前，一些机构对中频变压器的设计方法提出了一些研究，对变压器的漏感模型、高频损耗以及优化算法都进行了分析。……