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《南京航空航天大学》 2002年
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开关电源中磁集成技术的应用研究

陈乾宏  
【摘要】:磁集成技术有利于磁件体积重量的减小、磁件损耗的降低、电流纹波的减小以及电源动态性能的改善,对变换器功率密度的提高和性能改善有重要意义,因而正越来越受到人们的关注。本文主要结合几种典型电路对开关电源中磁集成技术的应用进行分析和研究,一方面利用磁集成技术提高变换器的性能,另一方面对常用的磁件集成方式进行归纳、总结。 文中首先介绍磁集成技术的概念及其作用,回顾磁集成技术的发展历史,对磁件的分析方法、目前磁集成技术主要应用研究内容以及磁集成技术应用中的具体问题等(如耦合电感的应用方法、磁件的变换方法以及磁件选择的注意要点等)进行归纳、总结,指出磁集成技术应用的关键是结合具体电路进行集成磁件的选择。 接着总结在变换器中应用磁集成技术的一般过程,并针对磁集成技术应用研究中通常要面临的磁集成变换器的推导、磁件等效电路的建立这两个问题进行研究,提出利用解耦集成来推导磁集成变换器,建立了磁件等效电路的通用模型,使磁集成技术研究中的相应工作得到简化,所提出的方法也在论文中磁集成技术的具体研究中得以应用。 然后分别结合四种具体变换器,研究磁集成技术的应用。 结合正反激有源钳位变换器讨论有直流偏磁的变压器和电感的集成。通过分析、对比,完成磁件选择,研究结果表明磁集成技术可以减小正反激变换器的磁件体积和铁芯损耗。 结合正激有源钳位变换器讨论绕组电压成比例的变压器和电感的集成,并提出一种新型正激有源钳位磁集成变换器,与采用分立磁件的正激变换器和传统集成磁件的正激变换器相比,新型磁集成变换器不仅在磁件体积和铁芯损耗的减少上有优势,还可明显减小电感电流脉动。 结合改进型倍流整流零电压全桥变换器,实现两个绕组电压相位交错的滤波电感的集成。主要讨论不同集成方式的集成电感对电流脉动的影响,综合考虑集成电感的差异及变换器的要求,选择解耦集成的反向耦合集成电感。对比研究结果表明反向耦合的集成电感更有利于磁心体积和铁损的减小。 结合多路输出电源,分析耦合电感对电源性能的影响,并在分析耦合电感各参数对电流脉动影响的基础上提出:通过改变耦合电感的绕制方法来调整输出电流脉动和输出电压纹波。理论分析和实验结果证明该方法是有效的。 最后对磁集成技术的作用、磁集成应用中常用的方法和注意要点、常用的磁件集 摘 要 成方式等进行归纳、总结,为进一步开展磁集成技术的研究和应用打下基础。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN86

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【引证文献】
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