磁集成技术ppt课件.ppt

《磁集成技术ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、磁集成技术磁集成的定义磁集成技术是指通过一定的耦合方式，合理的参数设计，使电力电子装置中的磁性元件（变压器、电感等）集成在一个磁芯上，将多个分立元件变成一个集成磁元件。磁集成技术能有效减少磁性元件的体积、重量、损耗及电源输出文波，提高开关变换器的整体性能。磁集成技术的发展史最早是在1928年，G.B.Crouse提出采用集成磁件滤波电路的专利申请；1971,J.Ceilo和H.Hoffman申请了采用集成磁件推免交换器的专利，将变压器和电感相集成，集成磁件的概念才初步显现；20世纪70年代末，Slobodan.Cu

2、k将磁集成技术成功地应用在Cuk变换器，引起人们对磁集成技术的关注；80年代或CordonBloom较系统的总结和介绍磁集成技术的意义、发展及分析方法；90年代以后随着扁平磁件应用的推广，磁件生产自动化的提高，IM的应用变得相对容易。多磁路特性磁心根据法拉第电磁感应定律可知，当绕组匝数和端电压不变，磁集成不会改变绕组匝链的交变磁通。因此，多个磁件集成，一般要求磁心具有多磁路特性，才可将多个交变磁通未必相同的DM集成起来，多磁路特性磁心是多磁件集成的物质基础。如何得到多磁路特性的磁心1.现有常规磁心中，EI、EE型磁

3、心本身具有多磁路特征，因而在磁集成中应用最广泛。2.用现有磁心改造和组合是获得多磁路特性磁心的另一种较实用的方法CharlesS.Walker较早的提出在磁心中外加导磁体来获得多磁路，通过在罐型磁心的中部加入一片导磁体，将罐型磁心分为上下两部分，使磁通从三条磁路流通，导磁体和磁心之间的气隙可用来调节磁通分布。该磁心被用于谐振变换器中实现电感和变压器的集成。磁集成通用方法－－解耦集成DM集成后互相没有耦合作用则为解耦集成，解耦集成主要影响磁件的体积和损耗，对电压、电流影响很小。解耦集成是磁集成的通用方法，目前有两种解

4、耦集成的方法。提供低磁阻磁路实现解耦集成如图1。通过抵消耦合作用实现解耦集成如图2.图1解耦集成方法1用于两电感集成图2解耦集成方法2用于两个电感集成磁集成应用分析根据磁集成的对象可将磁集成技术分为电感与电感集成、电感与变压器集成以及变压器与变压器集成，其中变压器集成主要采用解耦集成方法。电感与电感集成电感与电感集成得到通常讲的耦合电感，根据电感绕组电压的关系可分为两类。绕组电压成比例。绕组电压成比例意味着绕组匝链的交变磁通相同，因此可用单磁路磁心进行磁集成。这类磁集成被用于减小电流脉动甚至获得零纹波，应用非常广泛

5、。电感绕组电压有相位差。这一类电感集成主要应用于多路交错并联工作的变换器，如VRM变换器等。电感与变压器集成电感与变压器集成被应用于多种隔离型变换器，如正激变换器、推挽变换器、CDR电路、单级功率因数校正电路以及谐振变换器。其中，IM-CDR电路一直是研究热点，磁集成技术的特点多解性是磁集成技术的主要特点，体现在：绕组结构的多样化——分或合并。磁通作用方式的多样化——磁通可耦合或解耦，可互相叠加或削减。气隙的多样化——IM的气隙求解是多个不等式的联立求解，本身就是多解问题。多解的比较和选择主要从以下几点展开：寄生参

6、数（主要指漏感）、电流脉动、磁通及其分布以及可生产性。以气隙为例，有三种可行方案，如图3所示图3磁心的三种常见气隙结构磁集成方式从IM中磁通作用关系出发，主要有四种磁件集成方式：直流磁通与交流磁通叠加——主要用于高频场合的电感与变压器的集成。交流磁通在公共磁柱的交错并联或互相抵消——用于绕组有相位差的电感与电感的集成、交变磁通相对方向固定的电感与变压器的集成。直流磁通与直流磁通互相削减——这种集成方式有利于磁件体积的减小。绕组产生的交流磁通正向耦合——用于绕组电压相对方向固定的磁件集成，以减小电流脉动。磁集成技术应

7、用的限制因素磁心材料限制了磁集成技术的适用场合。磁心材料的固有频率特性决定了其优化设计的频率段。因此，磁集成只适合于在一个频率段工作的磁件，对于工作频率相差很大的磁件，如低频工作的输入滤波电感和高频工作的变压器，不适于进行磁集成。现有对称结构的磁心限制了磁集成技术优点的发挥。用现有对称结构的磁心进行磁集成，磁心中一般存在磁通分布不均的问题，只有去除多余铁心才能充分发挥IM在体积、损耗的优势。磁集成的优化不仅包括绕组联接方式、气隙结构的优化，还应包括铁心的优化。制作成本仍然是限制IM应用的重要因素。国内平面磁件的应用

8、十分有限，大多仍采用传统绕制工艺的磁件，因为IM的制作成本较高。国内研究现状与国外相比，国内对这项技术的认识和研究十分有限，对其的介绍从20世纪90年代才开始。最早在1990年版的《开关稳压电源》中介绍Cuk变换器时，筒要提到了磁集成技术的作用。之后，清华的蔡宣三教授对磁集成的概念和分析方法以及磁集成的Cuk变换器的基本原理作了详细的介绍。2001年，南京航