基于磁集成的CDR電路

基于磁集成的CDR電路

今天我們來一起研究一下磁集成的CDR電路：

典型的次級倍流整流電路如圖1 所示。采用磁集成技術(shù)的CDR 與分立磁件的CDR相比，可減少磁件的輸入輸出腳，這樣有效地減少損耗；磁芯的數(shù)量也由原來的三個減為一個，所以可減少變換器的體積、質(zhì)量和成本；采用合理的設(shè)計(jì)可使紋波電流減為0，這樣可以減少磁芯損耗，提高變換器的效率。磁集成的CDR 電路有以下幾種，如圖2 所示。其中圖2（a）是僅把圖1 中的各個磁件基于解

（c） 初級繞組采用分裂繞法 圖2 幾種倍流整流集成方式
（a） 分別繞在EE磁芯的各個磁柱上 （b） 去掉中柱上的次級繞組
圖3 磁芯的等效模型 耦思想分別繞在EE 磁芯的各個磁柱上。這是最早的IM-CDR電路。圖2（b）中把中柱的次級繞組去掉，兩個側(cè)柱上的繞組起到傳輸能量和濾波的作用。采用這種集成方法可以簡化變壓器繞制，并
減少線耗[1]。但是這種方法的缺點(diǎn)是：（1）由于初次
級繞組繞在不同的磁柱，所以變壓器的漏感很大；
（2）氣隙必須設(shè)置在側(cè)柱上，這會增加設(shè)備成本。為了改進(jìn)這種方法，研究人員采用圖2（c）的集成方法[2]。如圖2 所示，這種方法是把初級繞組采用分裂繞組分別繞在兩個側(cè)柱上。該方法不僅減少了漏感，并且氣隙只需要開在中柱上，方便工業(yè)制作。但它也有不足之處，通過建模分析可知，它的輸出濾波電感很小，輸出端的電流紋波很大，所以變壓器的損耗很大，不利于提高效率[4][5]。基于以上三種IM-CDR 的磁芯電阻模型，如
圖3 所示，可得三種電路的濾波電感和勵磁電感分別如下。

雖然第三種集成方式在有利于簡化磁件的設(shè)計(jì)，并且可減少中心柱的損耗[2]，但根據(jù)上面分析可知，它的缺點(diǎn)是濾波電感太小，這樣使得輸出端電流紋波很大。為了解決這個問題，研究人員提出一種改進(jìn)型IM-CDR。