磁集成技术在不对称半桥倍流整流变换器中的应用

1 引言随着通信设备、计算机时钟频率的不断提高，对低压/大电流输出的电源要求越来越高。要提高功率密度，就必须减小体积，降低损耗。人们通常采用提高频率的方法来获得小型化，但受到磁件特性的限制，高频化的方法有一定的局限性：一方面，频率的提高会受到整机效率的限制；另一方面，频率的提高会带来磁芯损耗的迅速加大，为了减小磁芯损耗，磁芯高频工作时一般要降额使用，磁芯利用率降低，限制了磁件体积的减小。为进一步减小磁件的体积和损耗，同时保证变换器性能良好，人们研究了磁集成技术的应用。磁集成技术就是将变换器的两个或多个分立磁件绕制在一副磁芯上，从结构上集中在一起。采用磁集成技术可以减小磁件的体积、重量和损耗，减小电流纹波，改善滤波效果，对提高电源的性能及功率密度有重要意义。2 电路结构及磁件结构在研究电路拓扑时，不仅要从电路拓扑方面考虑问题，还要注意将电路拓扑方案与磁件的可能集成方案综合在一起研究，达到电路结构与磁件结构的最佳组合。2.1 电路结构图1不对称半桥倍流整流变换器电路不对称半桥( Asymmetrical Half Bridge , Asym . HB )倍流整流( Current Doubler Rectifier , CDR )变换器电路如图1所示。选择这种电路结构是因为它简单、高效，并且CDR对减小变压器的二次绕组的损耗有利。图1电路中有三个分立磁件（Discrete Magnetics , DM），变压器T，电感LO1 和LO2 ，本文主要就是应用磁集成技术将这三个磁件集成在一起，从而减小磁件损耗、体积。DM集成后的磁件被称为集成磁件（Integrated Magnetics , IM ）。2.2 磁件结构用源转移等效变换法，给出了IM的变换过程如下：（a）DM－CDR 电路（b）ng 提出的IM－CDR电路（c） 拆分（b）中IM的绕组得到的IM(d)合并（c）中IM的绕组得到Wei Chen提出的IM

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