文献综述（或调研报告）：
高频磁性元件是电力电子装置中不可或缺的重要组成部分。在电力电子变压器的DAB模块中，高频变压器的设计对整个装置的效率、体积和工作性能影响很大。由于变压器体积主要由磁芯面积Ac与绕组导线面积Ae决定，因此可认为变压器体积与频率成反比。所以，当磁芯材料、绕组材料和变压器容量一定时，提高频率可以减小变压器的体积。但频率一旦增加，磁芯损耗也随着加大。要想降低损耗，就要减小磁通密度。所以，对于高频变压器而言，为了获得较小的体积和较低的损耗，需要针对频率与磁通密度做优化设计。文献[1]、文献[5]、文献[10]提出了用AP法设计高频变压器，先求出磁芯窗口面积Aw和磁芯有效截面积Ae的乘积AP，根据AP值，查表找出所需的磁性材料编号。文献[2]、文献[3]、文献[9]介绍了双有源桥 DC-DC 变换器DAB ，分析了 DAB 型直流变换器的拓扑结构和工作原理，建立在传统单移相控制下变换器电流波形和功率传输的数学模型，详细分析了 DAB 在稳态运行下各阶段的工作状态。
与磁性元件设计相关的几个问题包括磁芯损耗和绕组损耗以及磁芯材料和磁芯结构的选择。随着开关频率的提高，磁性元件的高频效应愈发突出和明显，在考虑高频效应的情况下来对磁性元件设计就显得更为必要。文献[7]、文献[10]详细介绍了高频变压器的损耗，在变压器中，损耗总是不可避免，其主要包含两个部分，分别是铁芯的磁滞涡流损耗和绕组的涡流损耗，在高频变压器中，损耗问题变得更加突出。原因主要有两个方面，首先高频变压器的运行频率远远高于工频变压器，两种损耗效应变得更加明显，另一方面，由于高频变压器主要和电力电子器件相配合，其工作波形往往不是正弦波，而是像方波这样的非正弦波，这些波形的谐波分量让高频变压器的损耗变得更大。对于铁芯损耗，现已有正弦激励下铁芯损耗的Steinmetz公式和非正弦激励下铁芯损耗的修正Steinmetz经验公式。对于绕组损耗，目前被广泛认可的两种方法是基于一维磁场假设的 Dowell 方法，以及基于二维磁场假设的 Ferreira 方法。文献[10]提出了高频变压器的分布参数，包括漏感和分布电容，集肤效应和邻近效应。文献[6]提出了高频变压器分布参数的等值电路模型。
不管是油浸式变压器，还是干式变压器，在设计过程中，其稳态温升都是一个非常重要的性能指标，变压器温升超过限度，轻则导致变压器老化加快，影响其正常使用寿命，重则导致绝缘击穿，发生停电事故。文献[7]提出了高频变压器的热阻模型，详细分析了热传导、热对流、热辐射的过程和公式，用迭代法计算稳态温升。
对于电磁参数的计算，传统的解析公式法，参数的选取主要依靠经验值，不能保证准确度， 限于边界条件简单而且媒质为线性的场合，不适宜边界条件复杂的场域的电场计算。有限元法为目前公认的比较有效的一种计算方法。有限元软件有强大的仿真功能，适合耦合分析，在磁和热分析工程应用中得到了较为广泛的应用，可以对温度场、流体、声场等进行耦合场分析。这样在分析具体的工程问题的时候，就能够考虑问题的各个方面，计算能够更加精确。Ansoft 软件是大型电磁场有限元分析软件，功能强大、计算结果精确，具有易于使用的二维电磁场有限元分析模块。文献[4]作者应用Ansoft软件建立与实物尺寸相等的仿真模型，用来验证变压器的性能，完成电磁参数的分析和计算。文献[10]中作者进行了绕组损耗、主磁通、漏磁场、温度场的有限元分析，在理论分析的基础上，利用有限元软件建立了二维仿真模型，仿真分析了不同绕组布置下的电流密度分布、高频变压器的主磁通分布和二维温度场分布。文献[7]的作者描述了散热翅片散热量的计算模型，以及其在自然对流和考虑辐射条件下强迫对流条件下最优尺寸的计算方法，可以有效地对变压器进行优化。
参考文献：
[1]蒋莎,谭林华,张庆.开关电源高频变压器设计[J].科技创新与应用,2018(28):99-101.
