一種應(yīng)用于交錯(cuò)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(shí)，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(jì)時(shí)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(gè)電感可以看成是四個(gè)磁芯分別形成的分立電感的組合，四個(gè)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(gè)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(cuò)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(shí)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。