开关电源中磁集成技术及其应用_范文

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1、2004年3月电工技术学报Vol.19No.3第19卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2004开关电源中磁集成技术及其应用陈乾宏阮新波严仰光(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室南京210016)摘要回顾了磁集成技术的发展历史，介绍并简要分析了目前磁件的等效电路模型及建模方法，从磁心特性、磁集成的通用方法以及不同的磁集成对象三方面对磁集成技术的主要应用研究内容进行了概括分析，总结了磁集成技术的多解性特点、常用的磁集成方式以及磁集成应用的限制。关键词：磁集成技术集成磁件耦合电感变换器中图分类号：TM46Th

2、eApplicationoftheMagnetic-integrationTechniquesinSwitchingPowerSupplyChenQianhongRuanXinboYanYangguang(NanjingUniversityofAero.&Astro.Nanjing210016China)AbstractBasedonreviewingthedevelopinghistoryoftheMIT(Magnetic-integrationTechniques),itintroducesandcomparesthecurrentequivalentelectrical

3、circuitmodelsandthemodelingmethodsofthemagnetics,generalizesandanalyzestheapplicationoftheMITinswitchingpowersupplyfromthefollowingaspects,thecharacteristicsofthemagneticcore,theuniversalmagnetic-integrationmethodsandthedifferentmagnetic-integrationobjects.Besides,thesummaryofthecharacteris

4、ticsofMIT,magnetic-integrationmethodsandthelimitationoftheapplicationoftheMITarepresentedinthepaper.Keywords：Magnetic-integrationtechniques,integratedmagnetics,coupledinductor,converter件体积、重量及损耗的相关技术开展研究与应用，以1引言满足电源发展的需要。其中，磁集成技术就能有随着电力电子学科的发展成熟，人们逐渐认识效减小磁件的体积、重量、损耗以及电源输出纹[2~8]到，磁性元件(简称磁件，包

5、括电感、变压器)不仅波。是电源中重要的功能元件，实现能量储存与转换、所谓磁集成技术，就是将变换器中的两个或多滤波和电气隔离，同时，其体积、重量、损耗在整个分立磁件(DiscreteMagnetics,DM)绕制在一副磁[1~4][2]机中也占有相当比例。据统计，磁件的重量一般心上，从结构上集中在一起。集中后的磁件被称是变换器总重的30%~40%，体积占总体积的为集成磁件(IntegratedMagnetics,IM)。通过一定的20%~30%，对于高频工作、模块化设计的电源，磁耦合方式、合理的参数设计，该技术能有效减小磁[3,4]件体积、重量所占的比例还会更高，并成为限制件体

6、积和损耗，在一定的应用场合还可减小电源输[2~8]模块高度的主要因素。另外，磁件还是影响电源输出纹波、提高输出动态性能。另外，磁集成技术[4~6]出动态性能和输出纹波的一个重要因素。因此，能减少连接端，可有效减少大电流场合连接端子的[9]要提高电源的功率密度、效率和输出品质，不能仅损耗。局限于拓扑和软开关技术等研究，还需要对减小磁本文将回顾磁集成技术的发展历史，对磁件等效电路模型、磁集成技术主要应用研究内容、常用收稿日期2003-06-30改稿日期2003-10-08的集成方式等进行系统的归纳、总结。2电工技术学报2004年3月中的应用拓宽到IM的新的分析方法、仿真模型的2历

7、史回顾[21~25]研究。磁集成技术被应用在多种场合，如电压[26~29]1933年，G.B.Crouse申请了采用耦合电感滤波调整模块(VoltageRegulationModule，VRM)、[10][30~33][34,35]电路的专利，这就是最早的IM应用电路。随着功率因数校正变换器、谐振变换器等，以对耦合电感研究的深入，人们逐渐认识到耦合电感减小磁件体积、电流纹波及损耗。[11]具有减小电流脉动的优点。20世纪90年代后，国内也开始了对磁集成技自G.B.Crouse提出IM应用电路后的40年间