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采用磁集成技术的低压大电流DC-DC电源 来越大,因此通信用二次电源(DC/DC变换器),正朝着低压大电流输出的方向发展。此种模块电源的目标是同时实现高功率密度、高效和小体积。为达到高功率密度,人们通常采用提高频率的方法,但高频会导致磁件损耗的增加,降低磁芯利用率,从而降低效率。因此为了在输出低压大电流的模块电源中实现高效率、高功率密度和小体积的统一,研究人员提出了磁集成技术。磁集成技术是将两个或多个分立磁件(Discrete Magnetics ,DM ),绕制在一副磁芯上,从结构上集成 起来[1]。DM 集中后的磁件称为集成磁件(Integrated Magnetics ,IM ) 。 本文为了验证磁集成技术在低压大电流输出DC/DC变换器中的应用,对拓扑为不对称半桥+副边倍流整流的磁集成变换器进行了仿真,磁集成变压器的结构是Wei Chen 提出的原边绕于中柱的只在侧柱开气隙的倍流整流磁集成结构。采用 了一种新的建立磁件模型的方法:磁导—电容类比建模法[1] ,建立了磁件的回转器—电容模型,对整个电路参数进行了详细计算,用MULTISIM2001进行了仿真,得到了与理论相符的结果。仿真中回转器是一个独立的由SPICE 语言描述的器件。 2运用回转器—电容模型实现磁集成变换器 2.1 磁集成变换器 Q1 Q2 Cc PW M1 PW M2 Vin Q3 Q4 C3Vout
1 φ2 φc φP N L N L N D1C1 C2 D2 L1 L2 T +- 图1 不对称半桥倍流同步整流电路及其IM 变压器 Fig.1 Asymmetrical Half-Bridge Current Doubler Rectifiers with Synchronous Rectifiers (AHBCDRSR) and its IM transformer 图1所示的是不对称半桥倍流同步整流电路及其IM 变压器图。图中倍流整流电路的肖特基二极管改为了MOSFET 。IM 变压器是Wei Chen 提出的CDRIM (IM —CDR )电路[2],包括了变压器T 和两个电感L1、L2的集成。其具体实现方法见文献[1],工作原理分析见文献[3]。 2.2磁导—电容类比建模法 磁导—电容类比建模法是根据Buntenbach 提出的磁路参数与电路参数的类比关系(如表1所示),直接由磁件建立回转器和电容表征的磁件等效电路模型。 根据建模所用类比关系的特点,将其称为磁导—电容类比建模法[1, 5]。 表1 Buntenbach 提出的磁路与电路基本参数的类比关系 磁路参数 电路参数 磁动势(mmf) Ni F = (A) 电压(V oltage) v (V) 2 |
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