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最佳拓扑 DC-DC 变换电路的磁集成

最佳拓扑 DC-DC 变换电路的磁集成. 刘春喜 杨玉岗 杨卫刚 辽宁工程技术大学. 摘要. 本文针对目前开关变换器向“小、薄、轻”发展的趋势 [1] ，介绍了 CUK 变换器中输入电感和输出电感相集成的三种方法，提出了耦合磁集成和解耦磁集成的概念，通过集成可达到减小变换器体积、减少磁芯数量和重量的目的，从而为开关变换器向“小、薄、轻”方向发展提供了一个行之有效的方法。 关键词： CUK 变换器 磁集成 耦合磁集成 解耦磁集成. 介绍. 磁性器件是开关型变换器的重要组成部分 [2] 。

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最佳拓扑 DC-DC 变换电路的磁集成

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Presentation Transcript

  1. 最佳拓扑DC-DC变换电路的磁集成 刘春喜 杨玉岗 杨卫刚 辽宁工程技术大学

  2. 摘要 本文针对目前开关变换器向“小、薄、轻”发展的趋势[1]，介绍了CUK变换器中输入电感和输出电感相集成的三种方法，提出了耦合磁集成和解耦磁集成的概念，通过集成可达到减小变换器体积、减少磁芯数量和重量的目的，从而为开关变换器向“小、薄、轻”方向发展提供了一个行之有效的方法。 关键词：CUK变换器磁集成耦合磁集成解耦磁集成

  3. 介绍 • 磁性器件是开关型变换器的重要组成部分[2]。 • 所谓集成磁件，就是把开关变换器的所有磁性器件 （如电感器和变压器）从结构上集中在一起，用一个磁性器件实现。 • 磁件集成的优点。

  4. 磁件集成概念的提出 • 最早的集成磁件是用于滤波电路中的耦合电感。 • 1971年 ，磁件集成的概念初步显现，磁集成技术也进入了多种磁件集成的时代。 • CUK变换器中的磁集成。 • 耦合磁集成和解耦磁集成。

  5. CUK变换器中输入、输出两电感集成的方法 • 电感耦合磁集成法 ：就是把CUK变换电路中的两电感耦合到一起，通过设定一些参数达到磁集成的目的。 • 解耦磁集成法 ：通过对线圈和磁芯的合理安排，使两个分离电感在集成后互相不产生耦合作用。这样，两个电感就不会相互影响，从而达到磁集成的目的。

  6. CUK变换器电路图 L1 L2 ＋ —— Vs R C2 D Tr L2 L1 ＋ － ＋ —— Vs Tr D C2 R 图1 CUK变换器电路图 图2 具有电感耦合的CUK变换器

  7. iin:1 io ViL1L2Vo ii Lp Ls i2 io im Vi V2 Vo Lm 电感耦合磁集成法 • 耦合电感的等效模型

  8. 解耦磁集成法 • 方法1：通过提供低磁阻磁路实现解耦 • 方法2：通过完全抵消绕组间的耦合作用来解耦

  9. R1 R2 R0 =0 IN1 IN2 I1 I2 N1 N2 方法1：通过提供低磁阻磁路实现解耦 图4 解耦磁集成方法1的磁芯结构和等效磁路

  10. LA N3 N1 LB N2 R1 R2 R3 IN1 IN2 方法2：通过完全抵消绕组间的耦合作用来解耦 （a） （b） 图5 解耦磁集成方法2的磁芯结构和等效磁路

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