DCDC模块电源穿孔平板磁器件的设计与应用.pdf

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1、第46卷第2期电力电子技术Vo1．46，No．22012年2月PowerElectronicsFebruary2012DC／DC模块电源穿孔平板磁器件的设计与应用任思宇，和军平，刘亮，高保成(I．哈尔滨工业大学，深圳研究生院，广东深圳518055；2．瑞谷科技有限公司，广东深圳518022)摘要：当前开关电源不断向“小、轻、薄”方向发展，减小储能元件厚度成为提高开关电源功率密度的一个有效方法。此处以小功率有源箝位DC／DC模块电源应用为例。分析和研究了穿孔平板磁技术，设计了一种新结构磁器件以提高模块电源的功率密度，并针对有源箝位模块电源进行了穿孔平板磁器件的设计与应用

2、。首先介绍了穿孔平板变压器、穿孔平板电感的基本结构，基于磁路理论分析了磁芯单元磁通分布、磁感应强度等性能．进而针对模块设计了磁器件的具体参数，并用有限元软件进行仿真验证，实际运行也证实了设计的有效性。关键词：模块电源；穿孔平板电感；有源箝位电路中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2012)02一O0O1—03DesignofPerforated—plateMagneticsinanActive-clampDC／DCBMPRENSi—yu，HEJun·ping，LIULiang，GAOBao-cheng2(1．ShenzhenGraduate

3、SchoolofH，71，Shenzhen518055，China)Abstract：Followingthedevelopmentofpowerelectronicintegrationandthetrendofsmallerandthinnerforswitchingpowersupperlies，thisdissertationintroducestheconceptofperforated—platemagneticswithactive—clampBMP．Thede—signofperforated-platemagneticdevicesforanacti

4、ve—clampDC／DCmoduleisintroduced．Thebasicstructureofper-forated—platetransformerandperforated—platetransformerinductorareintroducedfirstly．Thefluxdistributionandfluxdensitycharacteristicsofamagneticunitareanalyzedbymagneticcircuittheorysubsequently．Thenactualdesignpa—rametersarecalculate

5、dforthisDC／DCmoduleandareverifiedbyusingansoftware．Perforated—platemagneticproto-typesaremadeandexperimentalresultsprovetheirfeasibility．Keywords：modulepowersupply；peroforated·plateinductor；active-clampcircuitFoundationProject：SuppoaedbytheNationalNaturalScienceFund(No．50877015)；College

6、DoctoralFund(No．20—0802131017)1引言试使用穿孔平板磁器件。并将磁器件与PCB平行安装来达到上述目的[4-5】。针对一个有源箝位DC／随着DC／DC模块电源功率的不断提高，对电DC电源模块的应用。首先分析穿孔平板变压器、源中磁性器件的体积、效率提出了更高要求【”。目穿孔平板电感的结构和磁路特点，进而设计了磁前．矮外形磁芯、平面绕组结构的平面磁器件是1／器件的具体参数，经有限元仿真验证后制作出磁8～1／2砖DC／DC模块的常见组成结构【21。多磁芯器件，并经实测证实了其效果。结构的扁平矩阵变压器因可自动次级均流、结构设计灵活、散热容易，也在模

7、块电源得到了应用【。2有源箝位模块电源及其结构然而，上述两种结构的磁芯占据了PCB表面积的所设计的DC／DC模块电源为输入低端有源很大部分，使功率器件和控制器件的布置困难。同箝位、输出同步整流的隔离正激电路。其主电路如时，磁芯的厚度也决定了模块的高度，使模块在高图1所示。度上的空间利用不足。为给模块的功率器件和控制器件提供更大的布置面积，降低模块厚度，提高功率密度，这里尝基金项目：国家自然科学基金(50877015)；高等学校博士点基金资助(2o0802131O17)定稿日期：2011-08—08作者简介：任思宇(1984-)，男，内蒙古自治呼和浩特