磁集成技�(shù)是將變換器中的兩�(gè)或多�(gè)分立器件(Discrete Magnetics,DM�,如電感、變壓器�,繞制在一副磁芯上,從�(jié)�(gòu)上集中在一�,能夠減小磁性器件的體積、重�,有�(shí)還能減小電流紋波、降低磁件損�、改善電源動(dòng)�(tài)性能,對(duì)提高電源的性能及功率密度有重要意義�
1928�,G.B,Crouse激早提出采用集成磁�(Integratea Magnetics,簡稱IM)濾波電路的專利申�,其中,IM是用于濾波電路中的耦合電感,其后的�40年間,磁集成技�(shù)的研究一直局限在電感與電感的集成�1971�,J.Ceilo和H.Hoffman首次將變壓器與電感集成在一起,并稱其為“combined transformer andinductor device�;在70零筑�,Slobodan,Cuk在Cuk變換器中成功�(yīng)用了該技�(shù),從此這項(xiàng)技�(shù)引起了人們的廣泛�(guān)�,越來越多的入投入副其中的研究工作中�20世紀(jì)80年代�,由于設(shè)�(jì)�(fù)�、制造困�,這項(xiàng)技�(shù)除了被應(yīng)于多路輸出電源外,在其它電源�(chǎn)品上的應(yīng)用非常有��1997�,Wei Chen成功將倍流整流電路的兩�(gè)濾波電感秘變壓器�(jìn)行集�,使這一技�(shù)成為新的研究熱點(diǎn)�
與國外相比,國內(nèi)�(duì)這項(xiàng)技�(shù)的認(rèn)�(shí)和研究十分有�,對(duì)其的介紹�20世紀(jì)90年代才開�。最早在1990年版的《開�(guān)�(wěn)派電源》中介紹Cuk變換器時(shí),筒要提到了磁集成技�(shù)的作用。之�,清華的紫宣三教授對(duì)磁集成的概念和分析方法以及磁集成的Cuk變換器的基本原理作了詳細(xì)的介紹�2001�,南京航空航天大�(xué)航空電源重點(diǎn)�(shí)�(yàn)室的陳乾宏等研制出聚用磁集成技�(shù)的高效率、低壓輸出歪愛激變換�。目前國�(nèi)有一些單位正在從事相�(guān)的研究,但工作開展的非常有限,國�(nèi)�(guān)于這方面的研究�(bào)道很�,相�(guān)的論文也很少�
根據(jù)電磁感應(yīng)定律及磁路的基本定律,可分析磁集成對(duì)磁件的影響:
?、俅偶汕昂罄@組匝鏈的交變磁通一般不�。根�(jù)法拉第電磁感�(yīng)定律可知:繞組匝鏈的交變磁通由繞組匝數(shù)和繞組兩端電壓決�,與磁芯無關(guān)。因�,繞組匝�(shù)不變、端電壓不變�(shí),磁集成前后繞組匝鏈的交變磁通不��
②磁集成前后繞組的電流脈�(dòng)可能�(huì)變化。根�(jù)磁路歐姆定律可知,繞組匝鏈的交變磁通完全由�(duì)�(yīng)繞組的電流脈�(dòng)決定,對(duì)于IM,由于磁通相互耦合,繞組匝鏈的交變磁通由磁件中所有繞組的電流脈動(dòng)共同決定。雖然磁集成不會(huì)改變繞組匝鏈的交變磁�,但改變了交變磁通與繞組電流脈動(dòng)的關(guān)�,所以會(huì)改變繞組的電流脈�(dòng),�(jìn)行磁集成的應(yīng)用時(shí)必須考慮磁集成對(duì)繞組電流脈動(dòng)的影��
�(shí)�(xiàn)多�(gè)磁件集成,一般要求磁芯具有多條磁支路,這樣才能將多�(gè)交變磁通不一定相同的分立磁件集成起來。根�(jù)獲得多條磁路的方法,可將磁集成技�(shù)的應(yīng)用分為量大類:①改變磁芯�(jié)�(gòu),人為得到多�(gè)磁支�,實(shí)�(xiàn)磁件集成;⑦不改變原有磁芯結(jié)�(gòu),兗努鍘用某些磁芯多磁路的特性�(jìn)行集��
根據(jù)磁集成的�(duì)象將磁集成技�(shù)分為電感與電惑集�、電感與變壓器集成以及交換器與變壓器集成�
從集成磁件中磁通作用關(guān)系出�(fā),主要有四種集成方式:①直流磁通與交流磁通疊�,主要用于高頻場合的電感與變壓器的集�;②交流磁通在公共磁柱的交�(cuò)并聯(lián)戲互柜抵�,用于繞組有相位差的電感與交壓器的集�、交交磁通相�(duì)方固定的電感與變壓器的集�;③直流磁通與直流磁通互相削減,用于一般電感與電感的集成:④繞組產(chǎn)生的交流磁通正向耦合,用于繞組電壓相�(duì)方向固定的磁件集成�
根擺�(dāng)翦磁集成技�(shù)的現(xiàn)狀,需要在以下幾�(gè)方西�(jìn)一步開展研究和�(yīng)用:
?、賹?duì)藕合龜黲�(shí)際應(yīng)用的�(xì)致研�,如�(dòng)�(tài)特性的分析、電容的�(shè)�(jì)�。②新的適用于具體碰用電路的IM的研�� Wei Chen的倍流整流電路就是成功的例�。③IM的優(yōu)化設(shè)�(jì)。④建立�(shí)�、標(biāo)�(zhǔn)的磁件電路仿真模型和損耗分析模��
隨著電源的發(fā)展,新型磁性材料和磁芯的出�(xiàn),對(duì)磁集成技�(shù)提出更高的要求求:①�(jìn)一步拓寬磁集成技�(shù)的應(yīng)用領(lǐng)�。既要擴(kuò)大應(yīng)用場合,還要�(fā)掘的新功�。將其推廣,可實(shí)�(xiàn)任意�?jǐn)?shù)匝的繞組。②研究遙忍于薪豹磁性材辯與磁芯�(jié)�(gòu)的磁集藏技�(shù)�
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