磁集成双Buck/Boost-LLC三端口DC-DC变换器

摘要

针对多端口变换器一直追求高效率和高功率密度的问题,提出一种磁集成双Buck/Boost-LLC三端口DC-DC变换器。研究全桥LLC谐振变换器的基础上,在一次侧谐振腔两端引入两磁性电感元件,通过逆变桥开关管的复用集成了一个交错并联双向Buck/Boost变换器,减少了功率器件数量;同时,采用磁集成技术将两个交错并联Buck/Boost电感反向耦合集成,实现两相电路均流,并与LLC的谐振电感解耦集成,提高了功率密度。变换器在全负载范围内可实现软开关特性。通过脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)进行控制,分析该变换器端口间不同功率流动下的工作原理、工作模态、直流增益特性,并对集成磁件进行设计,测得集成磁件体积较全分立磁件减小了38.66%。最后搭建一台300 W的实验样机系统,验证理论的正确性。