[发明专利]一种汽车DC/DC变换器的变压器电磁模型的获取方法及装置

说明书

本发明提供一种汽车DC/DC变换器的变压器电磁模型的获取方法及装置，包括步骤S1，确定DC/DC变换器的变压器三维有限元模型；步骤S2，确定材料参数模型；步骤S3，根据所述外接器件的位置数据确定传输参数模型；步骤S4，进行关联，获得变压器电磁模型；步骤S5，确定DC/DC变换器的仿真电路，并进行仿真测试，获得DC/DC变换器仿真结果；步骤S6，判断DC/DC变换器仿真结果是否满足预设的电磁兼容性能规则，若不满足，则修改变压器三维有限元模型并进行仿真测试，直到仿真结果满足预设的电磁兼容性能规则为止；若满足，则将变压器电磁模型输出为最终的变压器电磁模型。本发明为电磁兼容性能预测提供快速、准确且完整的DC/DC变换器的变压器建模方法，显著提高开发和整改效率。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种汽车DC/DC变换器的变压器电磁模型的获取方法及装置。

背景技术

电动汽车DC/DC变换器为电动汽车低压电气设备提供电源，是电动汽车正常运行不可缺少的设备，主要作用是将200V-500V高压直流转换成9V-16V直流，既支持车载低压电器正常工作，也给铅酸蓄电池进行充电。该电路通常为带磁芯的变压器和MOSFET开关管组成的DC/DC开关电路，变压器主要功能是实现高压到低压的电压变换，也实现高压和低压电路的电气上隔离，是整个电路关键组成部分。

在DC/DC变换器开发过程中，产品工程师需要对开关电源的电气性能和电磁兼容性能进行仿真和预测，通过仿真结果对电路参数进行调整，可以有效缩短开发周期和整改成本。通常用变压器等效模型、MOSFET管的有源器件模型和无源器件模型按照DC/DC变换器原理图搭建电路级仿真电路，仿真结果有体现电气性能的时域波形，也有体现电磁兼容性能的频域波形，为了得到较准确的仿真结果，特别是电磁兼容性能，要求变压器等效模型是宽频段模型，至少覆盖100MHz以上的频率范围，变压器模型的准确性成为仿真结果准确的关键。现阶段变压器的建模有采用电路级模型，也有采用低频模型，还有采用由测试数据赋值集总参数电路模型来实现建模，都存在覆盖频率范围不够和实用性不强的缺点，只能满足电气性能的仿真需求，却满足不了电磁兼容性能的仿真需求，设计工程师可以初步预测车载DC/DC变换器的电气性能，电磁兼容性能只能在产品开发后期对实物进行测试和整改来完成。而且电磁兼容性能的各种整改措施如添加屏蔽外壳，多点接地等，这三种建模方法都不能准确计算整改措施对绕组和寄生参数带来的影响，存在较大误差，导致对应的仿真结果存在较大偏。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种汽车DC/DC变换器的变压器电磁模型的获取方法及装置，解决现有方法覆盖频率范围不够、误差大及实用性不强，无法满足不了电磁兼容性能仿真需求的技术问题。

一方面，提供一种汽车DC/DC变换器的变压器电磁模型的获取方法，包括：

步骤S1，获取DC/DC变换器的变压器的规格数据，根据变压器的规格数据确定DC/DC变换器的变压器三维有限元模型；

步骤S2，获取变压器材料参数，根据所述变压器材料参数确定材料参数模型；

步骤S3，获取DC/DC变换器的变压器在电路中连接的各个外接器件的位置数据，根据所述外接器件的位置数据确定传输参数模型；

步骤S4，将所述变压器三维有限元模型、所述材料参数模型及所述传输参数模型进行关联，获得变压器电磁模型；

步骤S5，根据所述变压器电磁模型、预设的MOSFET开关管有源器件模型及预设的电感电容无源器件模型确定DC/DC变换器的仿真电路，并根据预设的仿真频率对所述DC/DC变换器的仿真电路进行仿真测试，获得DC/DC变换器仿真结果；

步骤S6，判断DC/DC变换器仿真结果是否满足预设的电磁兼容性能规则，若不满足，则修改变压器三维有限元模型并根据修改的DC/DC变换器的仿真电路进行仿真测试，直到仿真结果满足预设的电磁兼容性能规则为止；若满足，则将该DC/DC变换器仿真结果对应的变压器电磁模型输出为最终的变压器电磁模型。