应用于双向功率变流器的新型平面集成磁件研究

摘要

针对多相交错型磁耦合双向DC-DC变换器(BDC)的耦合电感普遍存在设计复杂、开模昂贵,局部温升较高,以及耦合非对称等缺点,本文提出了一种新型"EIE"结构耦合电感器应用于两两对称耦合的四相磁集成BDC.根据电感集成原理和磁路等效原则,分析其磁通及气隙分布,建立起考虑边缘磁阻和气隙磁阻的磁路模型,推演出耦合磁件自感、互感及耦合系数,给出可实现磁通对称化和解耦集成的设计原则和方法.该结构耦合电感器可实现耦合系数高自由度调节,并解决了传统"E"形铁芯构造的耦合电感器中边缘气隙磁通损耗较高的缺点.通过有限元仿真和实验证明了磁路理论和设计方法的正确性,以及在稳态损耗、暂态响应和效率等方面优越性.