一种应用于交错并联DC／DC变换器的阵列式集成磁件

2.3 阵列式集成磁件漏感对变换器输出性能的影响

变换器一通道导通，另一通道续流时，电感电压ui为

式(5)描述了变换器的稳态性能，式(6)描述了变换器的动态性能，由此可见，变换器的输出性能依赖于耦合系数大小，式(6)表明，耦合电感漏感越小，耦合越强，动态性能越好;但式(5)表明，漏感太小，会有较大的输出纹波。

图2所示阵列式集成磁件可以利用下面两种方法调节电感L1和L2的漏感：

(1)通过设计时采用不同的形状的磁芯来得到不同的漏感;

(2)在磁芯间距之间加入磁片来调节L1和L2的漏感。

3 集成磁件的等效电路

图2阵列式集成磁件每个电感可以看成是四个磁芯分别形成的分立电感的组合，四个磁芯构成四组耦合电感，集成磁件的等效电路是四组耦合电感连接，如图6所示。

4 仿真与实验

本文利用电磁场仿真软件Maxwell对四个磁芯材料及型号完全相同的集成磁件作了仿真验证。仿真参数如下：选择UI10.5磁芯;各磁芯间距1mm;各电感端部电压频率为500kHz。图7为磁件各绕组磁通波形，其中flux-L1U，flux-L1N，flux-L2L和flux-L2R分别为绕组N1，N1′，N2′，和N2′的磁通。图8为各磁芯磁通波形，仿真表明磁芯中无直流偏磁。图9(a)和图9(b)分别为Maxwell软件及利用Saber软件使用图6集成磁件等效电路仿真得到的电流波形，由于仿真漏感较小，电流纹波较大。图10为图2阵列式集成磁件构成的两相变换器实验样机输出电压波形，其中输入电压为12.5V，开关管触发频率为500kHz，占空比为0.3。

5 结语

本文将阵列式耦合电感应用于交错并联变换器，详细分析了集成磁件消除直流偏磁的原理，给出了磁件的等效电路，同时分析了集成磁件漏感对变换器输出性能的影响，给出了集成磁件改变漏感的两种方法。仿真及实验结果表明了阵列式耦合电感集成磁件消除直流偏磁理论的正确性和实用性。