技术特征：
1.一种车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：确定变压器的技术参数；根据所述变压器的技术参数确定磁芯的相关参数；根据所述磁芯的相关参数和变压器的技术参数计算绕组参数，并进行绕组排布与变压器绝缘设计；计算变压器的温升、效率和磁芯最大的振动位移；判断变压器的温升、效率、磁芯最大的振动位移以及绝缘设计是否满足限制条件和设定的技术参数；若满足，则变压器设计完成；若不满足，则对所述磁芯的相关参数和绕组排布进行调整。2.根据权利要求1所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：所述的磁芯的相关参数包括以下任意一种或多种：磁芯材料、磁芯结构、磁芯工作磁密；其中，所述的磁芯材料采用硅钢片，和/或，所述的磁芯结构采用环形磁芯。3.根据权利要求1所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：所述的磁芯的相关参数包括磁芯尺寸；通过以下方法确定磁芯尺寸：s＝a*b；式中，s为变压器的磁芯截面积；a、b分别为磁芯截面积对应的长和宽；其中，通过以下任一公式确定变压器的磁芯截面积s：式中，k为相关系数，p1为变压器的视在功率；k与p1的对应关系为，p1为10va以下时，k取2-2.2；p1为10va-50va时，k取2-1.5；p1为50va-100va时，k取1.5-1.4；式中，p2为变压器的输出功率。4.根据权利要求1所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：所述的计算绕组参数，包括计算绕组线径；其中，通过以下公式计算绕组线径：式中，d为绕组导线的直径，i为绕组导线中的电流有效值。5.根据权利要求4所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：通过以下公式计算所述的电流有效值i：式中，j为电流密度，a为绕组的截面积，r为绕组的半径。6.根据权利要求1所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：通过以下方式进行绕组排布与变压器绝缘设计：采用一次侧均等绕、二次侧多层密绕的方式，且层与层绕组之间设有绝缘纸；低压绕组和高压绕组均采用h级绝缘材料包裹。7.根据权利要求1所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：通过以下方式计算变压器的温升：
其中，β为散热系数，p
c
为变压器的磁芯损耗，p
w
为变压器的绕组损耗，a
t
为变压器的散热面积。8.根据权利要求1所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：通过以下方式计算磁芯最大的振动位移x:式中，m为单元质量矩阵，k为刚度矩阵，t为时间，σ
ms
为磁致伸缩应力矩阵，σ
w
为绕组受力矩阵。9.根据权利要求8所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：所述的磁致伸缩应力σ
ms
矩阵通过以下方式确定：σ
ms
＝dλ；式中，d为变压器磁芯的弹性张量，λ为磁致伸缩应变；其中，上式中，e为材料杨氏模量；α为材料泊松比；y和z分别为：上式中，e为材料杨氏模量；α为材料泊松比；y和z分别为：上式中，i为三阶单位矩阵。10.根据权利要求9所述的车载低频方波变压器的优化设计方法，其特征在于：所述的磁致伸缩应变λ通过以下方式确定：式中，λ
s
为磁芯的最大饱和磁致伸缩量，b
s
为饱和磁通密度；b为磁芯某处内部的磁通密度。
技术总结
本申请涉及一种车载低频方波变压器的优化设计方法，包括：确定变压器的技术参数；确定磁芯的相关参数；根据所述磁芯的相关参数和变压器的技术参数计算绕组参数，并进行绕组排布与变压器绝缘设计；计算变压器的温升、效率和磁芯最大的振动位移；判断变压器的温升、效率、磁芯最大的振动位移以及绝缘设计是否满足限制条件和设定的技术参数；若满足，则变压器设计完成；若不满足，则对所述磁芯的相关参数和绕组排布进行调整。本申请在设计的同时综合考虑磁芯的相关参数，绕组参数，变压器的温升、效率、磁芯最大的振动位移以及绝缘设计，从而可以在尽可能降低损耗的同时，实现了快速设计出稳定的、体积更小的低频方波变压器。体积更小的低频方波变压器。体积更小的低频方波变压器。
技术研发人员：张鹏宁 乔振权 李伟 何剑雄 彭剑 杨国清 蒙正林 杜晓晖 梁国文
受保护的技术使用者：广东省顺德开关厂有限公司
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/1/17