高频功率变换器杂散参数行为特征及系统优化研究

高频功率变换器中杂散参数的行为对其性能具有极大影响，目前国内外对该领域的系统研究较为缺乏。本项目将对高频功率变换器的主要杂散参数进行系统归类和抽取，摆脱器件理想模型和集总参数的束缚，跳出理想拓扑结构框架，采用电磁场理论和基于杂散参数的建模方法，建立较为完整的基于杂散参数的电力电子系统模型，通过仿真研究和试验研究，集中分析杂散参数的行为特征和作用机理，从电磁能量的角度探索杂散参数对系统的影响本质，建立一套考虑杂散参数的瞬态换流回路拓扑分析方法和结合电磁特性、温度特性、机械特性、控制特性的系统优化方法，使高频功率变换器的瞬态特性、EMI、可靠性等得到优化和提高。以指导高频功率变换器及其它电力电子系统的最优设计和高效、可靠运行。

针对高频功率变换器中杂散参数对性能的显著影响作用，在国家自然科学基金的资助下，项目对高频功率变换器的主要杂散参数进行系统归类和抽取，摆脱器件理想模型和集总参数的束缚，对高频变换器中功率器件、高频变压器、连接母排、控制电路PCB等环节杂散电阻、杂散电容以及杂散电感等参数的抽取原理及实验测量方法进行了系统分析和研究；通过仿真研究和试验，集中分析了杂散参数的行为特征和作用机理，从电磁能量的角度探索了杂散参数对系统的影响本质；采用电磁场理论和基于杂散参数的建模方法，建立了基于杂散参数的高频功率变压器的数学模型、IGBT电热模型和控制系统模型；提出了高频功率变压器及连接母排的优化设计方法及系统控制策略；以此为基础建立了结合电磁特性、温度特性、机械特性、控制特性的系统可靠性评估及优化方法，对提升高频装置的综合性能和可靠性具有积极的指导意义。公开发表学术论文14篇，申请国家专利12项，授权5项。项目按原研究计划实施，无调整情况。