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磁集成技�(shù)
閱讀�5526時間�2011-09-16 14:34:36

  磁集成技�(shù)是將變換器中的兩個或多�分立器件(Discrete Magnetics,DM�,如電感�變壓�等,繞制在一�磁芯�,從�(jié)�(gòu)上集中在一�,能夠減小磁性器件的體積、重�,有時還能減小電流紋泀降低磁件損�、改�電源動態(tài)性能,對提高電源的性能及功率密度有重要意義�

�(fā)展現(xiàn)狀

  1928�,G.B,Crouse激早提出采用集成磁�(Integratea Magnetics,簡稱IM)濾波電路的專利申請,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年,J.Ceilo和H.Hoffman首次將變壓器與電感集成在一�,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80年代�,由于設(shè)計復(fù)雜、制造困�,這項技�(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個濾波電感秘變壓器進行集成,使這一技�(shù)成為新的研究熱點�

  與國外相�,國�(nèi)對這項技�(shù)的認識和研究十分有限,對其的介紹�20世紀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,筒要提到了磁集成技�(shù)的作用。之�,清華的紫宣三教授對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的介��2001�,南京航空航天大�(xué)航空電源重點實驗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�,但工作開展的非常有�,國�(nèi)�(guān)于這方面的研究報道很少,相�(guān)的論文也很少�

影響

  根據(jù)電磁感應(yīng)定律及磁路的基本定律,可分析磁集成對磁件的影響:

  ①磁集成前后繞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)和繞組兩端電壓決定,與磁芯無�(guān)。因�,繞組匝�(shù)不變、端電壓不變�,磁集成前后繞組匝鏈的交變磁通不變�

 ?、诖偶汕昂罄@組的電流脈動可能會變化。根�(jù)磁路歐姆定律可知,繞組匝鏈的交變磁通完全由對應(yīng)繞組的電流脈動決�,對于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共同決定。雖然磁集成不會改變繞組匝鏈的交變磁通,但改變了交變磁通與繞組電流脈動的關(guān)�,所以會改變繞組的電流脈�,進行磁集成的�(yīng)用時必須考慮磁集成對繞組電流脈動的影響�

分類

  實現(xiàn)多個磁件集�,一般要求磁芯具有多條磁支路,這樣才能將多個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�,可將磁集成技�(shù)的應(yīng)用分為量大類:①改變磁芯�(jié)�(gòu),人為得到多個磁支路,實�(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進行集成�

  根據(jù)磁集成的對象將磁集成技�(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錯并�(lián)戲互柜抵消,用于繞組有相位差的電感與交壓器的集成、交交磁通相對方固定的電感與變壓器的集成;③直流磁通與直流磁通互相削�,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,用于繞組電壓相對方向固定的磁件集成�

�(fā)展趨�

  根擺�(dāng)翦磁集成技�(shù)的現(xiàn)狀,需要在以下幾個方西進一步開展研究和�(yīng)用:

 ?、賹ε汉淆旤o實際�(yīng)用的細致研究,如動態(tài)特性的分析、電容的�(shè)計等。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)�。④建立實用、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),對磁集成技�(shù)提出更高的要求求:①進一步拓寬磁集成技�(shù)的應(yīng)用領(lǐng)�。既要擴大應(yīng)用場�,還要發(fā)掘的新功�。將其推�,可實現(xiàn)任意分數(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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