第六部：集成磁路的磁元件.pdf

第六部分:集成磁路的磁元件

张心益著

2013.10.13

版权所有人声明：本文档不得翻印传播或用于商业用途

集成磁路的发展

集成磁路

将开关电源的所有磁元件集中在一个磁心组件上，

从而用一个磁元件完成多个磁元件的功能。

优点：

1，减少了磁元件数量

2，提高变换器的性能

3，提高变换器的功率密度

4，降低变换器的成本

缺点：

1，增加开关变换器的磁元件复杂度

2，增加磁元件的设计难度

集成磁路的发展

早在1928年，G.B.Crouse发明了滤波电路的集成

磁元件，其后集成磁元件均是电感与电感的集成。到

1971年，才出现变压器与电感的集成，因而也就完成

了所有磁元件均能集成的局面。

在开关电源中，最早提出集成磁元件的即是

CUK，著名的CUK拓扑采用磁集成电感后，可以将输

入，输出电流的高频脉动纹波电流减小到最小，甚

至于做成无高频脉动纹波电流的变换器。这明显提

高了高频开关变换器的性能。

集成磁路的磁元件

带有耦合电感的连续电流模式的CUK变换器

带有耦合电感的连续电流模式的CUK变换器

集成磁路的磁元件

带有耦合电感的连续电流模式的CUK变换器

耦合电感的去藕等效电路：

等效电路中：

LmMLsL2−MLpL1−M

带有耦合电感的连续电流模式的CUK变换器

根据T型去藕等效电路建立电压微分方程：

diL1diL2

1(=+)+

VeLpLmLm

dtdt

diL2diL1

2(=+)+

VeLsLmLm

dtdt

解得：diL1Ve1

Lp

1

dtLepLepL=+Lm

Ls

diL2Ve2Ls

LesL2=+Lm

dtLesLp

Lep为原边等效电感，Les为副边等效电感

带有耦合电感的连续电流模式的CUK变换器

耦合系数：

令：ML1

kn

LL