开关变换器中集成磁件的建模研究

论文摘要

磁集成技术有利于磁件体积重量的减小、磁件损耗的降低、电流纹波的减小以及电源动态性能的改善,对变换器功率密度的提高和性能改善有重要意义。论文应用两种建模方法分别对两种集成磁件进行建模,从而对两种建模方法进行分析对比。论文首先介绍了磁集成技术以及集成磁件特别是阵列式集成磁件的原理,分析了开气隙集成磁件和无气隙耦合度可调阵列式集成磁件这两种磁件的耦合度,应用磁路-电路对偶变换法和磁导-电容类比建模法两种建模方法分别对两种集成磁件进行建模,并把每种磁件所建两种模型应用于双路buck变换器中,对其进行了仿真和试验。文章的最后,通过比较给出了两种建模方法的适用范围,为集成磁件的分析提供了支持和帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 磁集成技术简介
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 磁集成技术的发展趋势
• 1.4 平面化技术
• 1.4.1 薄膜磁件
• 1.4.2 厚膜磁件
• 1.4.3 印制电路板型（PCB 型）磁件
• 2 磁集成技术简介
• 2.1 不改变磁芯结构的磁件集成
• 2.1.1 非解耦集成
• 2.1.1.1 电感与电感集成
• 2.1.1.2 电感与变压器集成
• 2.2 一类特殊的磁集成方法-解耦集成
• 2.3 改变磁芯结构的磁件集成
• 3 阵列式平面集成磁件原理
• 3.1 APIM 提出的理论基础
• 3.2 APIM 的耦合度分析
• 3.2.1 APIM 耦合系数可调节集成原理
• 4 磁路－电路对偶变换法
• 4.1 磁路－电路对偶变换法简介
• 4.2 磁路―电路对偶变换法对集成磁件的建模
• 4.2.1 集成磁件的分析与建模
• 4.2.2 模型参数的确定
• 4.2.3 集成磁件在件在交错并联 Buck 变换器中的应用与仿真
• 4.3 磁路―电路对偶变换法对阵列式集成磁件的建模
• 4.3.1 无气隙可改变耦合度阵列式集成磁件原理
• 4.3.2 阵列式集成磁件与传统开气隙调整耦合度集成磁件比较
• 4.3.3 磁路―电路对偶变换法对阵列式集成磁件的建模
• 4.3.4 阵列式集成磁件在交错并联 Buck 变换器中的应用与仿真
• 4.3.5 实验结果
• 4.4 磁件等效电路的通用模型
• 5 回转器-电容等效电路模型
• 5.1 回转器-电容等效电路模型
• 5.2 回转器-电容仿真模型的基本组成
• 5.2.1 回转器
• 5.2.2 磁导与电容的类比
• 5.3 铁芯基本磁化曲线的模拟
• 5.3.1 饱和模型的建立
• 5.3.2 饱和模型参数的确定
• 5.4 铁芯磁滞回线的模拟
• 5.4.1 铁芯磁滞模型的建立
• 5.4.2 非线性磁滞模型的提出
• 5.4.3 非线性磁滞电阻的参数确定
• 5.5 漏感的模拟
• 5.6 集成磁件的回转器-电容等效电路模型
• 5.6.1 集成磁件的回转器-电容等效电路模型
• 5.6.2 集成磁件的回转器-电容等效电路模型在buck 变换器中的仿真
• 5.7 阵列式集成磁件的回转器-电容等效电路模型
• 5.7.1 阵列式集成磁件的回转器-电容等效电路模型
• 5.7.2 阵列式集成磁件的回转器-电容等效电路模型的仿真
• 5.8 两种等效电路模型的比较
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文