第一章绪论
1一1课题背景
变压器的设计方法有很多种，各种的设计方法都考虑了热的问题，传统的变压器设计对热的考虑体现在最后要以变压器的温升来校验设计的合理与否。这种设计方法都是基于电路参数来进行的，最常用的有两种方法，第一种是面积乘积(AP)法，该法是先求出铁心窗口面积Aw与铁心有效截面积Ae的乘积AP(AP=Aw*AC，称铁心面积乘积)，然后根据妙值，查表找出所需要的铁心材料规格;第二钟是铁心几何参数(Kg)法，该法是先求出几何参数，查表找出铁心编号，再进行设计。这两种方法都是以温升作为校验设计的标准，但是由于这两种方法中的绕组损耗和铁心损耗的计算不够准确，往往会导致书面设计可以通过温升校验但实验样机温升过高的情况。毫无疑问，这种设计方法周期长效率低，设计的成功更多的是取决于设计的经验。
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1一2研究内容及目标
本文的平面变压器热设计方法是从建立变压器的热模型开始，根据最高允许温升并借助热模型计算出绕组和铁心损耗的最优比以及变压器的总损耗;然后根据计算得的绕组和铁心损耗来决定变压器的其他参数，如匝数、匝比、线径和磁密等。因此，本文的主要研究内容如下:
(l)平面变压器热模型的建模;
(2)平面变压器绕组损耗的计算;
(3)任意磁化波形下铁心损耗的计算;
(4)平面变压器热设计流程。
第二章平面变压器的热源
2一1绕组损耗
2-1-1导体涡流效应的来源
高频下的绕组损耗要考虑涡流效应的影响，涡流效应包括趋肤效应和临近效应。导线流过高频电流时，电流趋向于在导线表面流过，称为趋肤效应;相邻导线流过高频电流时，由于磁电作用使电流偏向一边的特性，称为临近效应。由于两种效应都使导线有效导电面积减少，电流密度有所提高，引起铜耗增加，效率的下降。因此，高频电流流过的器件和路径都要考虑这个影响。
(l)趋肤效应的产生在图
2一1中显示了趋肤效应的产生过程。
图中给出的是载流导线纵向的剖面，当导线流过突变电流(如按箭头方向突增)之时，按右手法则磁动势m.m.f为逆时针方向，产生进入和离开剖面的磁力线。磁力线引起涡流，涡流方向如图中所示的六个实线小圆。
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2一2铁心损耗2一2一1铁心损耗的来源
通常认为铁心损耗是由涡流损耗和磁滞损耗两种损耗构成的，虽然有些材料学和物理学的专家对这个假说持反对态度，但大多数工程师仍然认可这种分法。众所周知，铁磁或铁氧体材料的磁化是不一致的。铁磁或铁氧材料内部可分为不同的磁饱和区，这些区是根据各自的磁化方向的不同来划分的。在不同的磁化区之间存在着磁畴，磁畴把不同的磁化区域分开。随着材料总体磁化的改变，磁畴也跟着变化。这就意味着磁化的变化是区域性的，磁化变化在空间上是不连续的。材料内部的杂质和缺陷会阻碍或加快磁畴的移动，因此，磁畴的移动是不规则的，磁畴的移动速率不等于区域外磁场的变化率。这表明磁化变化在时间上是不连续的。
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第三章平面变压器热模型...................................21
3一1传热和平面变压器的热路...........................21
3一2热模型的建立方法...................................26
3一3平面变压器热模型的建立...........................27
3一4热仿真工具的应用....................32
3一5结论.............................35
第四章平面变压器热设计.................................36
4一1温度设计标准的确定.................................36
4一2平面变压器热设计的流程..............................38
4一3设计实例............................39
第五章将来工作
5-1优化设计的方法
平面变压器热设计的优化主要有两方面，一是减小绕组和铁心损耗，二是确定绕组和铁心损耗的最佳比。减小绕组损耗可以从线径、匝数匝比和绕组布置三个方面进行考虑。在平面变压器绕组的设计中，线径和匝数匝比受到尺寸、制造工艺和电路设计参数的限制，可改动的余地不大，但是绕组布置可改动的空间较大。理论计算和实验表明，在相同的匝数和匝比下，不同绕组布置的绕组损耗存在着差别，一般在高频下，绕组原副边交错对称布置会明显减小绕组的交流电阻，从而减小绕组损耗并且对铁心损耗没有影响。减小铁心损耗可以从改变原边匝数、占空比和开关频率来进行。一般的说，绕组损耗和铁心损耗是互补的关系，减小了其中一种损耗，将会引起另一种损耗增加。通过改变原边匝数、占空比和开关频率来减小铁心损耗，会导致绕组损耗的增加，因此在相同的总损耗下，两种损耗之间有一个最佳的比例。
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第六章结论
本文提出的平面变压器的热设计方法把温度作为一个设计指标，即在设计流程的开始就考虑平面变压器的温度。这个温度指标贯穿了整个设计流程，从而保证了所设计的变压器温度符合预期的要求，并且缩短设计的周期。平面变压器热设计流程包含了平面变压器绕组及铁心损耗计算模型、热模型和电路磁路模型。本文的主要工作是建立平面变压器的热模型和确定整个平面变压器的设计流程。通过总结现有的变压器的绕组损耗的计算模型，本文采用正弦的基于层的绕组模型来计算平面变压器的绕组损耗。为了准确的计算绕组的损耗，该模型考虑了平面变压器实际的非正弦的工作条件以及各个并联导体层的电流分布的不均性。铁心损耗是采用Steilunetz经验公式来进行计算的。本文所采用的铁心损耗公式是对正弦磁化波形下的Steirunetz经验公式进行修正和补充而得出的，该公式适用于任意磁化波形，并考虑了温度对铁心损耗的影响，从而提高了计算的精度。
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参考文献（略）