一種應(yīng)用于交錯并聯(lián)DC／DC變換器的陣列式集成磁件

2.3 陣列式集成磁件漏感對變換器輸出性能的影響

變換器一通道導(dǎo)通，另一通道續(xù)流時，電感電壓ui為

式(5)描述了變換器的穩(wěn)態(tài)性能，式(6)描述了變換器的動態(tài)性能，由此可見，變換器的輸出性能依賴于耦合系數(shù)大小，式(6)表明，耦合電感漏感越小，耦合越強(qiáng)，動態(tài)性能越好;但式(5)表明，漏感太小，會有較大的輸出紋波。

圖2所示陣列式集成磁件可以利用下面兩種方法調(diào)節(jié)電感L1和L2的漏感：

(1)通過設(shè)計時采用不同的形狀的磁芯來得到不同的漏感;

(2)在磁芯間距之間加入磁片來調(diào)節(jié)L1和L2的漏感。

3 集成磁件的等效電路

圖2陣列式集成磁件每個電感可以看成是四個磁芯分別形成的分立電感的組合，四個磁芯構(gòu)成四組耦合電感，集成磁件的等效電路是四組耦合電感連接，如圖6所示。

4 仿真與實(shí)驗(yàn)

本文利用電磁場仿真軟件Maxwell對四個磁芯材料及型號完全相同的集成磁件作了仿真驗(yàn)證。仿真參數(shù)如下：選擇UI10.5磁芯;各磁芯間距1mm;各電感端部電壓頻率為500kHz。圖7為磁件各繞組磁通波形，其中flux-L1U，flux-L1N，flux-L2L和flux-L2R分別為繞組N1，N1′，N2′，和N2′的磁通。圖8為各磁芯磁通波形，仿真表明磁芯中無直流偏磁。圖9(a)和圖9(b)分別為Maxwell軟件及利用Saber軟件使用圖6集成磁件等效電路仿真得到的電流波形，由于仿真漏感較小，電流紋波較大。圖10為圖2陣列式集成磁件構(gòu)成的兩相變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)輸出電壓波形，其中輸入電壓為12.5V，開關(guān)管觸發(fā)頻率為500kHz，占空比為0.3。

5 結(jié)語

本文將陣列式耦合電感應(yīng)用于交錯并聯(lián)變換器，詳細(xì)分析了集成磁件消除直流偏磁的原理，給出了磁件的等效電路，同時分析了集成磁件漏感對變換器輸出性能的影響，給出了集成磁件改變漏感的兩種方法。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了陣列式耦合電感集成磁件消除直流偏磁理論的正確性和實(shí)用性。