可削减直流偏磁集成磁件在DC/DC变换器中的应用

在开关电源中存储和传递直流功率，会在磁件铁心中产生较大的直流偏磁，限制了磁件铁心利用率和电源性能的提高。该文依据削减和消除直流偏磁的思想，提出一种用于两通道交错并联型Buck变换器的可削减直流偏磁的集成磁件结构，建立了集成磁件的等效磁路和电路模型，分析了集成磁件的交、直流磁通分布及其对变换器动态响应速度、稳态电流纹波和输出电流波形的影响，给出了集成磁件的设计公式，完成了采用这种集成磁件的两通道交错并联型Buck变换器原理样机设计，通过理论分析和实验证明该文提出的可削减直流偏磁的集成磁件结构与现有结构相比具有诸多优点。     

输出纹波最小化有源箝位正激磁集成变换器

传统有源箝位变换器存在输出电流脉动较大的缺点。利用磁集成技术将电感和变压器的交变磁通正向耦合,以减小有源箝位变换器的输出电流脉动。该文提出磁集成有源箝位正激变换器,并对其工作原理进行分析。通过将零纹波点设定在0.5占空比处,使变换器同时得到最小输出电流纹波和最低原边开关管的电压应力。给出集成磁件的设计公式以及原边电流脉动和输出电流脉动的表达式。通过2台100 W磁集成和传统式的有源箝位正激变换器的实验对比,验证了理论分析的正确性。实验表明,与传统变换器相比,磁集成有源箝位变换器具有更高的变换效率和更小的输出纹波。     

输出纹波最小化有源箝位正激磁集成变换器

传统的有源箝位变换器存在输出电流脉动较大的缺点。文中利用磁集成技术、将电感和变压器的交变磁通正向耦合，来减小有源箝位变换器的输出电流脉动。文中提出了磁集成有源箝位正激变换器，并对其工作原理进行详细分析。通过将零纹波点设定在0.5占空比处，使得变换器同时得到最小的输出电流纹波和最低的原边开关管的电压应力。文中给出了集成磁件的设计公式以及原边电流脉动和输出电流脉动的表达式。最后通过2台100W磁集成和传统式的有源箝位正激变换器的实验对比，验证了理论分析的正确性。实验表明，与传统的变换器相比，磁集成有源箝位变换器具有更高的变换效率和更小的输出纹波。     

磁集成正激变换器输出电流纹波减小的分析和设计

基于集成磁件的等效电路模型,对现有磁集成正激变换器一的输出电流纹波减小特征加以研究,发现了电流纹波转移的内在作用机制。提出磁集成正激变换器二的输出电流零纹波设计方案,讨论零纹波设计对磁件磁通分布和绕组损耗的影响,并通过实验加以验证。     

正激变换器磁集成分析与设计准则

磁集成技术能有效地减小磁件体积,降低磁件损耗,减小电流纹波,提高变换器的动态响应。该文将正激变换器的滤波电感与变压器进行磁集成,利用数学方程分析耦合电感实现电流纹波减小的条件,并将其应用于正激变换器,根据变换器的工作模态给出占空比的取值,利用磁路分析给出减小电流纹波的集成磁件耦合度设计区域与正激变压器次级绕组及输出电感匝数关系,并分析磁集成后开关管的电压与电流应力。利用磁路电路等效变换方法建立集成磁件等效电路,给出集成磁件的设计准则,对设计实例进行仿真及实验验证,结果验证了理论分析的正确性与设计准则的有效性。     

平面集成磁件在电源中的应用

在有源钳位正激变换器工作原理基础上,利用磁集成技术,将变压器与滤波电感集成在一个磁芯上,对该集成磁件进行了分析研究。通过电路和磁路推导,提出了该集成磁件的等效模型和设计依据。设计了特殊的磁芯和绕组结构,采用特殊磁性材料制作薄膜磁芯,实现集成磁件的平面化。采用有限元分析工具,对集成磁件进行仿真,得出了磁通密度的分布情况。在集成磁件模型基础上,对变换器进行仿真,得出了变换器的输出结果,实现了变换器的零纹波,验证了设计的正确性。     

新型磁集成组合式CUK变换器

提出了一种磁集成组合式CUK变换器。该组合变换器由两个基本CUK变换器组合而成,同时将变换器中的3个电感进行了磁集成。通过对组合变换器进行模态及工作性能分析,得到组合变换器的电压增益是基本CUK变换器的2倍,电感磁集成后,电感电流纹波显著降低。分析给出了减小电流纹波磁集成电感耦合度设计准则。仿真和实验验证了理论分析的正确性,磁集成组合式CUK变换器可以应用于光伏、燃料电池等发电系统。     

磁集成开关电感Sepic变换器研究

为了提高传统非隔离变换器的电压增益、开关频率和功率密度,同时减小电感的电流纹波和变换器的体积重量,将磁集成开关电感技术应用到传统的Sepic变换器中,提出了磁集成开关电感Sepic变换器.采用开关电感结构替换传统Sepic变换器中的电感能够有效提高变换器的电压增益;采用磁集成技术能够减小变换器电感支路的电流纹波.通过模...     

“目”字形耦合电感器的设计及应用

为适应新一代变换器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种"目"字形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型,从而得到自感、漏感和互感的计算公式,并给出耦合电感的设计方法。通过仿真和实验,证明了磁件模型的正确性,得出"目"字形耦合电感器具有加工简单、电感量大、磁通密度分布更均匀以及直流叠加特性好等优点,将其应用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有相电流纹波小及效率高等优点。     

采用磁集成技术的高效率、低压输出正反激变换器

要进一步提高低压 /大电流电源的功率密度 ,必须减小二次侧整流管损耗、磁件损耗以及磁件体积 ,提出了采用磁集成技术和同步整流技术的正反激电路。文中给出集成磁件的等效电路 ,对该变换器的工作原理进行了分析 ,并着重讨论集成磁件的工作状态并给出设计公式。完成 4 0～ 6 0V输入、 5V/ 30A输出、 30 0K开关频率的原理样机 ,满载时 ,变换器的效率不低于88%。     

新电磁兼容标准条件下的功率因数校正电路的设计分析

电磁兼容标准是强制性的,因此满足特定的电磁兼容标准是功率因数校正技术研究的重要内容.低成本小功率的开关电源设计以满足电磁兼容标准为目标,电流谐波限制标准的要求不同对于电路的设计有很大的影响.由于IEC1000-3-2电磁兼容标准的变化,许多过去标准中划分为D类装置设备在新版本标准中划分为A类,通过分析计算,按照新标准重新计算的开关电源磁元件尺寸可大幅度地减小,进一步降低成本和提高性能价格比.本文以有源单级功率因数校正电路和无源LC功率因数校正电路为例,对新电磁兼容标准条件下功率因数校正电路进行设计分析.实验结果与理论预期十分接近.     

一种新型磁集成倍流整流半桥变换器

为提高开关电源的效率和功率密度,提出一种新型倍流整流变换器的磁集成方案.结合半桥变换器的工作原理,详细分析集成磁件内部交、直流磁通分布.推导出集成磁件的等效电路模型,评估集成磁件的等效参数测量.提出两种副边绕组为一匝的解决方案,可获得最短绕组路径或消除泄露磁场.建立样机验证该方案的可行性,并对各种集成磁件间转化机理和应用特点进行总结.     

采用永磁体预偏磁的高频功率电感设计方案

随着功率变换器向高效率、高功率密度方向的发展,如何缩小高频磁性元件的体积越来越重要。但高频磁性材料的饱和磁密限制了磁性元件,尤其是大电流直流电感体积的减小。除了进一步开发高饱和的磁性材料外,应用永磁材料的预偏磁抵消电感的直流电流偏磁成为业界关注的热点。详细分析了目前的永磁体预偏磁方案,针对目前方案的不足,提出了新的永磁结构思路以及磁路参数设计要求,达到了增强电感器载流能力、减小体积、提高功率密度的效果,同时又能克服永磁体因高频涡流效应而过热及被冲击电流脉冲退磁的问题。通过仿真与样品设计及实验测量,证明了理论分析的正确性以及设计方案的有效性。     

磁性材料综合性能动态测量系统的设计和实现

软磁材料的动态磁性通常采用电磁感应方法进行测量,测量中的关键在于磁感应强度B的采样。传统的硬件积分器存在相位误差难以控制的缺点。为了提高测量精度和测量的自动化水平、节省硬件资源,本系统采用计算机控制,配合一套高频宽带功率源和测试仪,充分利用计算机的控制和处理能力,实现了磁性测量过程中数据的快速采集、处理、分析和测量结果的显示及存储。系统采用数值积分代替硬件积分,为软磁材料动态磁性的快速测量提供了新的方法。     

新型混合型磁控电抗器的特性研究

针对传统磁控电抗器功率损耗大,谐波电流含量高的特点,设计了一种新型混合型磁控电抗器,该混合型磁控电抗器采用磁阀式可控电抗器与不饱和铁芯电抗器线圈串联技术,中间柱不饱和铁芯上流过的交流磁通为两个边柱铁芯交流磁通之和,磁阀式可控电抗器的直流磁通不流过中间柱铁芯.该结构可以大大减小磁阀式电抗器的线圈匝数,从而减小磁控电抗器的...     

表征开口式电流互感器工作原理的解析模型

传统电流互感器一般采用闭磁路铁心设计,但受铁心材料存在磁饱和的限制,其在一次电流回路发生短路故障时,出现的直流电流分量会严重影响电流互感器的性能,导致其测量电流值的误差可能非常大。开口式电流互感器通过在磁路中引入空气隙,大大增加了磁路阻抗,可有效避免铁心饱和对电流互感器性能的影响。从开口式电流互感器的基本磁路和电路时域方程出发,建立了考虑二次侧负载效应时表征开口式电流互感器工作性能的解析模型。讨论了开口式电流互感器的不同参数对其工作性能的影响。所建立的解析模型,对实现测量用电流互感器与保护用电流互感器的兼容,以及提高用于电能表在线检测的钳形电流互感器测量准确度,均具有理论指导价值。     

开关变换器高频磁元件PSPICE仿真模型

建立了磁元件PSPICE仿真模型.对磁元件的磁特性、铁芯结构和铜绕组的布置及其开关电源特性的影响进行了计算机辅助分析,并用VB语言编制了可视化对话设置、铁芯结构和绕线布置的操作,同时模拟阻抗分析仪进行了特性曲线分析.这种分析手段有助于对磁元件深入分析和有效设计,提高电力电子开关变换器的性能指标.     

ZVS半桥变换器的磁集成研究

为了减小高频时开关电源的开关损耗,提高变换器的效率和比功率,对传统的半桥变换器进行改造,增加谐振电感和谐振电容,通过谐振电感对并联在开关管两端的谐振电容的充、放电来实现开关管的零电压开关。为了减小开关电源中磁件的数量和体积采用平面磁集成技术将分立的谐振电感和变压器集成在同一个平面磁芯上。重点分析集成后ZVS半桥变换器的工作原理,研究谐振电感和变压器的集成方案。通过仿真和实验结果证明该方案的正确性和可行性。     

Excitation magnetic flux losses in acyclic motors with transverse magnetization

A theoretical analysis of the distribution of magnetic excitation flux components caused by permanent magnets in acyclic torquer motors with transverse flux magnetization is presented in the article. Magnetic leakage fluxes were assessed by formulas obtained for the computation of said fluxes. Assessments of their impact and recommendations to reduce leakage fluxes in acyclic motors are also given     

采用磁集成技术的不对称半桥倍流整流变换器

磁集成技术可减小磁件体积,提高功率密度,减小电流纹波,已经成为电力电子技术发展的一个重要方向.以不对称半桥倍流整流电路为例,介绍了磁集成电路的分析方法、工作原理,并给出了设计集成磁件的一般步骤.通过设计一个不对称半桥磁集成电路验证了磁集成技术的优点.