双向直流变换器非对称耦合电感对称化研究及通用对称耦合电感设计

• 作者: 李洪珠 杨玉岗 王磊
• 来源期刊: 磁性元件与电源
• 学科: 工学
• 关键词: 双向DC/DC变换器 阵列化集成磁件 对称耦合电感 设计准则 软开关
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 158-172
• 页数: 15页
• 分类号: TM4

摘要

传统并列式多相耦合电感器,因其自身磁芯的结构特点和集成方式,难以实现完全对称化耦合,制约着变换器性能提升。本文以四相非对称耦合交错并联双向为研究对象,提出各相耦合电感之间对称化程度的量化指标,推导非对称耦合电感下等效稳态和暂态数学方程,给出耦合度、对称度随占空比的归一化变化曲线,得出各相耦合电感非对称度对变换器性能的影响,明确了耦合电感对称化研究的重要性和必要性,进而总结出多相对称化耦合电感的通用设计准则;针对传统磁芯结构难以设计出高度对称化的多相耦合电感器,提出一种新型阵列式多相对称耦合电感器,分析对称化原理,并推广到N相通用型对称耦合电感的设计。最后研究了对称化耦合电感下软开关机理,改善了磁集成变换器硬开关下损耗较大、轻载效率较低的难题。样机实验结果证明了多相阵列式对称化磁集成理论的正确性和实用性。