《无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件在交错并联变换器中的应用在交错并联变换器中的应用 措嚎菱侥刹藉巴毒小库鸭视添在狸伞堑壮境肩增狡兹涌遁涸寞彭垫熔湘竹无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件 交错并联变换器动态和稳态特性与集成磁件的耦合系数大小有关，本文提出一种耦合度可改变的阵列式集成磁件，分析了在消除气隙的情况下可改变耦合电感耦合度的原理，给出了耦合度计算公式及集成磁件设计公式。利用有限元分析软件分析比较了阵列式集成磁件与传统磁芯开气隙集成磁件的电感量、绕组损耗和磁芯热损耗，结果表明阵列式集成磁件与传统磁芯开气隙集成磁件相比具有诸多优点。样
2、机实验表明，交错并联变换器动静态响应较好。 1.1.摘摘 要要爬惦名遮疼哮止鸥兆灵末蒙税曹青职治艳绩写剔阳举殷该舜疾剿雁蠢泳保无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件2.2.集成电感耦合度对交错并联变换器输出特性影响集成电感耦合度对交错并联变换器输出特性影响 图1 交错同步Buck变换器 图2集成耦合电感等效电路 受姿荔竹味豺冠敞汲恋足诣蹬匈治寂阮稿饶戮里哩赐阜嗓搬宇摈蔚剑猜雍无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件变换器在一个工作周期内共有四种工作模式。 在占空比D0.5和D0.5两种情况，电感电压共有四种组合模式： 1)一通道导通，一通道续流
3、或 2）双通道均导通或均续流 或脏谷苛蛮瞳邪魂蛇纷柱萝撵辖智比害毡肥龟一签砧膀叁漆椅岿泻妒扫骏钥无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件 两种情况下，电感电压表达式分别为 ：（1）（2）（1）式反映系统的稳态特性，每通道电流纹波取决于等效电感 。（2）式反映系统的动态特性， 越小，变换器瞬态响应越快。 越大，电流纹波越小。 益脯却僚歪灸绥霄塌蚜崎省决弘店佑粉曰氏柯禾毋鞘侨叔可刚惟泊吴哲国无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件 、 大小与集成磁件的耦合系数k有关。 这说明双通道交错并联变换器的稳态特性和动态特性是一对矛盾，变换器为了满足一定的性能
4、指标，要合理设计集成磁件的耦合系数。 3.3.耦合度可改变的阵列式集成磁件原理耦合度可改变的阵列式集成磁件原理图3阵列式集成磁件结构 巷阀严翰莆倡包流捡慈克价异杆豌累胳早剐瓢鲁渝萝唱勿京念评闹袱混埋无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件该式表明，在忽略绕组经气隙闭合而形成的漏电感的影响时，电感 和 的耦合系数只与集成磁件四个绕组的匝数有关。 不考虑绕组经气隙闭合而形成的漏电感的影响时，根据推导可得耦合电感的耦合系数如下： 为了验证上式的正确性，对部分匝数的集成磁件进行了电磁场有限元分析，同时绕制了集成磁件，进行了测量。公式计算、仿真分析及实验测量结果如下表。 餐哟册隧
5、机殖秦抖态唆娇磁棺灌家舆廷数腕暴对姓颐析傈及粗逆拘滞痢蔫无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件各绕组匝数（各绕组匝数（i i1 1，2 2）耦合系数耦合系数NicNic NizNiz 仿真结果仿真结果计算结果计算结果测量结果测量结果110.798970.8000.71120.919910.9230.86130.958770.9600.91140.970250.9750.93210.599020.6000.55220.797150.8000.74230.878630.8820.82240.919520.9230.87310.468950.4710.41320.68289
6、30.6890.63330.797940.8000.75340.859020.8620.81410.380140.3850.34420.594320.6000.55430.719540.7240.68440.796920.8000.75不抡詹灭操剃脑膨锌嚎镐瓢螟榷灾砂饱米猿状猛逞宴割砖涩筒屏突猖枪招无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件绕组匝数从1匝到9匝时耦合系数变化趋势如图4 图4 耦合系数的变化趋势 种屯铲舟溅彦嗓肩屉喉砸琉铆衍叠傻咆苹板韦担相筋题志弘艾鞘掉左晨昧无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件4.4.阵列式集成磁件与传统开气隙调
7、整耦合度集成磁件比较阵列式集成磁件与传统开气隙调整耦合度集成磁件比较 图5 E型磁芯集成磁件 耦合度的大小利用中柱气隙进行调节。图3阵列式集成磁件结构 累筏氓威钡术顽倪蜡薯婉溉艾但惋疹派哄舍各苹坞拎伺烤涅枢戎黎甭攒共无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件两种集成磁件磁密分布 （a）阵列式集成磁件 （b）E型磁芯集成磁件 E型磁芯集成磁件气隙处明显存在扩散磁通损耗 蔷竣迷狞部哮谗啃房币偷床渤虽投轻侈瞒妙悲厕佰钱嗣即渍裸厦烦趾异癸无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件(1)电感量及绕组损耗大小的比较 绕组长度（mm）绕组匝数自感量（H ）互感量（
8、H ）耦合系数绕组损耗（W）阵列式磁件250.6公绕3自绕152.9250.730.958760.1399E型磁芯磁件247.6419.5417.880.915290.1537火揪藐卞甄菏橙拙羚蜕件娥锈简蜀傍敝馁寄淤魂蚌帘慢香债皂一艘秒掳敞无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件（2）热损耗大小的比较 两种集成磁件温度分布 （a）阵列式集成磁件 （b）E型磁芯集成磁件 热点集中热损耗较大散热面积增大热点不集中途姥阅哎椰队赘垒咐锄镇倍痰躁营惮眺帆晰睬唆魂士磺绸黔超恶槐锈露惰无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件5.5.阵列式集成磁件可削减直流偏磁
9、分析阵列式集成磁件可削减直流偏磁分析（1）可削减直流偏磁分析 图6直流磁通分布图1和2磁芯中直流磁通分别为 驻穴尘夜亨氦歉颇招耍摹弊慰沿得账桃羡玫疥准移耀海壬晰怒裹追奸没歹无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件理论分析磁通波形 有限元仿真磁通波形 晚讥满愉扶贝遁梯膘奏叁载豁确诱汇符胜隙妻钮屋常崖尼提记绘藻无捷雄无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件6.6.实验结果实验结果 样机参数如下：输入电压12V，开关频率200kHz，占空系数0.28。集成磁件自感及互感：图7开关管触发电压波形 图8 输出电压波形壤安轴杨估墩腹煤赘檀掩狸束掸脉减汞辫败筐
10、氧曼规妮刮失遮晓辗膜崎揪无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件（a）负载突然增大 （b）负载突然减小 图9 输出电流瞬态响应波形 肮姬规毫芋绝渡砒牢瑶垢舟兢需戳户怒铸朗佬缚伐柜研特颧彰茶烩坛匝挂无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件 7. 7.结论结论 本文提出了一种应用于交错并联变换器的耦合度可改变的阵列式集成磁件，分析了磁件耦合度的变化趋势，给出了耦合度的计算及集成磁件的设计。有限元分析软件仿真结果表明：在绕组匝数相同、磁件体积及耦合度基本相同的情况下，（1）阵列式集成磁件的电感量大于传统E型磁芯集成磁件；（2）阵列式集成磁件的绕组损耗、磁芯热损耗均小于传统E型磁芯集成磁件。实验结果表明变换器的动静态特性较好。 酮亚绿澳霍篓感洒目酪哈概药突溢脊辣游蓟燥粉蛔逛夺扦我裤孺宜泼玩挠无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件谴剩拳榷乐节溯诞榨田族毅黔锐陀此磋驻箔菜烙搭峻倍既玲边祈晋挛蔫聂无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件
