基于耦合电感的四相交错Buck变换器研究
耦合电感在交错并联断续buck变换器中的应用研究
耦合电感在交错并联断续buck变换器中的应用研究1 引言交错并联断续buck（interleaved-parallel-discontinuous-buck）是一种新型的半桥分立式dc-dc变换器。
它结合交错开关的抑制能力和并联模式的高效率优势，通过多个独立发射器利用负载能量调制输出电压。
由于其减少了并联开关的损耗和降低了开关噪声，因此具有高功率密度和优良的纹波特性。
但是，它也带来了非常复杂的补偿电路，为了获得较高的性能，需要一种新型的耦合电感来实现谐振补偿。
2 相关工作许多学者尝试研究交错并联断续buck变换器，并介绍了一种新型的耦合电感，以实现更好的性能和质量。
例如，[1]引入了一种称为“U型”电感的新型耦合元件，可最大限度地抑制因输出电压不平衡引起的谐波损耗；[2]通过设计一种耦合电感，在保持较高的转换效率的同时，有效减少了控制复杂度；[3]引入一种称为“双环”的新型电感，在低功率和高功率应用中的效果更加优越；[4]提出了一种新型的耦合电感，可以基于开关电源的能量调制方式来最优化其功率性能。
3 耦合电感的应用耦合电感的应用使得交错并联断续buck变换器的补偿变得更加简单，并带来稳定性和可靠性的改进。
由于利用负载能量调制输出电压，耦合电感还可以有效抑制输出电压变化时电磁干扰（EMI）和谐波失真。
为了确保机构的稳定性，需要恰当设计和调节耦合电感，以确保电路拥有良好的正反馈特性，并控制输出电压的纹波程度。
在高速应用中，耦合电感的电感量也是很重要的，需要尽量减少耦合电感的电感量，以缩短谐振实现的时间，从而加快响应速度。
由于受新型耦合电感的应用研究的支持，交错并联断续buck变换器的性能和效率得到了很大的改进，而且在近年来，半桥分立式dc-dc变换器的性能和效率也在不断提高。
4 结论在这篇文章中，我们介绍了交错并联断续buck变换器以及其应用中耦合电感的最新研究进展，并介绍了新型耦合电感为交换并联断续Buck变换器提供的性能改进与优化的有效机制。
耦合电感在交错并联断续buck变换器中的应用研究
耦合电感在交错并联断续buck变换器中的应用研究近年来，由于电子技术的发展和应用，交错并联断续buck变换器已经成为模拟电路的主流。
耦合电感是交错并联断续buck变换器中的关键部件，因此其应用也受到了广泛的重视。
本文将系统地研究耦合电感在交错并联断续buck变换器中的应用，为其正确使用提供参考。
首先，本文将介绍耦合电感在交错并联断续buck变换器中的基本原理。
耦合电感是一种能把电能从相邻两个回路转移到另一个回路的一种技术，其实电感可以有效地将相邻两个回路中的失效部分隔离开来，从而提高变换器的可靠性。
耦合电感有助于调节相邻两个回路中的电压和电流，从而提高变换器的效率。
其次，本文将详细介绍耦合电感在交错并联断续buck变换器中的使用方法。
首先，在变换器的设计中，耦合电感的容量和频率等参数需要根据具体情况进行精确设计，以保证变换器的正常工作。
另外，操作开关的负载稳定性和效率也受到耦合电感的影响，因此它们也需要适当的配置，使变换器的效率更高。
最后，耦合电感的寿命会受到频率和温度的影响，需要定期检查、维护和更换，以保证变换器的可靠性和稳定性。
最后，本文将介绍耦合电感在交错并联断续buck变换器中的应用研究。
目前国内外学者已经进行了大量的研究，主要包括：研究电感在中频变换器中的应用；提出一种全回路耦合电感变换器；研究电感在可调变流器中的应用；研究电感在小功率变换器中的应用；研究电感在微型机械变换器中的应用等等。
这些研究都是耦合电感在交错并联断续buck变换器中的有益探索，旨在提高变换器的可靠性、质量和效率。
综上所述，耦合电感是交错并联断续buck变换器中的重要组成部分，其应用可以有效提高变换器的可靠性、质量和效率。
正确的应用可以有效缩短设计周期、降低故障率并节约成本。
因此，本文提供了一种新的视角，以便更好地理解耦合电感在交错并联断续buck变换器中的作用，为其正确使用提供参考价值。
基于磁集成电感的交错并联boost变换器研究与设计
学位论文题目基于磁集成电感的交错并联boost变换器研究与设计英文Research and Design of Interleaved Boost题目based on Coupling Inductor摘要电力电子变换器在新能源发电中占据了重要的地位，对它也提出了越来越高的要求，逐步向着小型化、集成化、高效性、高功率密度等方向发展，磁集成技术就是在这样的背景下提出并发展起来的，是电力电子变换器的重要发展趋势。
本文对反向耦合的磁集成电感在10kW交错并联boost变换器中的应用进行了深入研究，包括其在降低稳态电流纹波及提高变换器瞬态响应上的贡献。
主要研究内容如下：基于课题要求设计了两相交错并联boost变换器系统结构。
在不同占空比下详细分析了其工作机理，计算其电感电流纹波及输入电流纹波。
根据电路分析进行了主电路参数设计，包括开关管选型及电感参数计算。
在分立电感的交错并联boost变换器基础上，对反向耦合磁集成电感交错并联boost变换器进行了研究分析。
通过研究其工作原理得出稳态等效电感模型，得到了电感电流纹波及输入电流纹波表达式，并根据开关网络法对该变换器进行了小信号建模，在MATLAB中仿真对比两种电感结构的系统阶跃响应，最后研究电感结构对其性能的影响及损耗分析，借助Maxwell 2D进行了电磁仿真辅助参数设计。
完成了磁集成电感交错并联boost样机设计与制作。
利用Maxwell 2D仿真进行电感参数设计，完成了满足参数要求的磁集成电感设计与制作，并进行自感、互感、耦合系数等的测量。
完成控制电路设计，包括电压电流采样电路及通讯电路，并进行软件总体设计。
最后，在saber中进行系统仿真，并在实验样机上进行了动静态及效率等的测试。
测试结果表明该结构相对于分立电感不论在稳态纹波还是瞬态响应速度方面性能都有了提升，并且磁件体积也大大变小，实现了设计目标。
关键词：功率密度，交错并联，磁集成电感，电流纹波，瞬态响应AbstractPower electronic converter occupies the important position in the new energy power generation, is higher and higher demands are proposed on it, step by step toward miniaturization, integration, development direction, such as high efficiency, high power density, magnetic integration technology is put forward in the background and development, is the important development trend of the power electronic converter.In this paper, the reverse coupling of magnetic integrated inductance in the application of 10 kw staggered parallel boost converter were studied, including its in reducing steady-state current ripple and improve the contribution of converter on the transient response.The main research content is as follows:Designed based on the requirement of subject two interleaved boost converter in parallel system structure.Under different duty cycles are analyzed in detail its working principle, calculation of the inductor current ripple and input current ripple.According to circuit analysis to design the main circuit parameters, including the selection of switch tube and inductance parameters are calculated.In discrete inductance staggered parallel boost converter, based on the integration of magnetic inductance staggered parallel boost converter are analyzed.Through study the working principle of the steady state equivalent inductance model, obtained the inductor current ripple and input current ripple expression, and according to the switch network to the small signal model of the converter, and analyzed two kinds of inductance step response of the system structure, finally to study the effect of inductance structure on its performance and loss analysis, electromagnetic simulation is carried out by using Maxwell 2 d auxiliary parameter design.Complete integration of magnetic inductance staggered parallel boost prototype design and ing Maxwell 2 d simulation inductance parameter design, completed the magnetic integrated inductance that could satisfy the requirement of parameter design and production, and a measure of the self inductance, mutualinductance, the coupling coefficient, plete control circuit design, including the voltage and current sampling circuit and communication circuit, and the overall design of software.Finally, the system simulation in the saber, and carrying out the dynamic and static in the experimental prototype and efficiency of testing, test results show that the structure relative to the discrete inductors both in steady state ripple and transient response speed performance have to ascend, and magnetic volume also decreases greatly, achieve the design goals.Key words: Power density, interleaving, coupling inductor, current ripple, transient response目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................................................ I V 第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 交错并联变换技术研究现状 (2)1.3 磁集成技术研究现状 (3)1.3.1 多路并联变换器中的磁集成技术 (4)1.3.2 集成磁件的构造技术及应用 (5)1.4 主要研究内容 (7)第2章交错并联boost系统结构与参数设计 (8)2.1 交错并联boost变换器系统结构设计 (8)2.2交错并联boost结构分析 (9)2.2.1 工作原理 (10)2.2.2 电流纹波分析 (14)2.3 交错并联boost主电路参数设计 (15)2.3.1 IGBT分析与选型 (15)2.3.2 电感参数设计 (17)2.4 本章小结 (18)第3章磁集成电感交错并联boost建模及电感性能研究 (19)3.1 磁集成电感交错并联boost结构分析 (19)3.1.1 工作原理 (20)3.1.2 稳态电感及电流纹波分析 (24)3.2 磁集成电感交错并联boost建模 (27)3.2.1 磁集成电感瞬态等效模型 (27)3.2.2 小信号建模 (29)3.3 磁集成电感结构对其性能影响的研究 (32)3.3.1 磁芯结构对磁集成电感性能影响 (32)3.3.2 气隙对磁集成电感性能影响 (36)3.4 磁集成电感损耗分析 (37)3.4.1 电感磁芯损耗 (37)3.4.2 电感绕组铜耗 (38)3.5 本章小结 (41)第4章磁集成电感交错并联boost样机设计 (42)4.1 磁集成电感设计与制作 (42)4.1.1 磁集成电感参数设计 (42)4.1.2 磁集成电感制作与测量 (44)4.2 控制电路设计 (45)4.2.1 采样电路设计 (46)4.2.2 通讯模块分析设计 (50)4.2.3 软件控制总体流程 (51)4.3 本章小结 (52)第5章系统仿真与实验分析 (53)5.1 系统仿真分析 (53)5.2 实验结果分析 (57)5.2.1 电感纹波测试与分析 (58)5.2.2 瞬态响应测试与分析 (59)5.2.3 效率测试 (60)5.3 本章小结 (60)第6章总结与展望 (61)6.1 全文总结 (61)6.2 展望 (62)致谢 (63)参考文献 (64)第1章绪论1.1 研究背景及意义我国目前仍然是发展中国家，经济发展过多得依赖于对不可再生能源的过度开采，环境污染问题已经影响了人们的正常生活及身体健康。
四相交错并联变换器中耦合电感的对称化
目 前 使 能 量 双 向 流 动 的 双 向 ＤＣ ／ Ｄ Ｃ 变 换 器 广 泛 应
Ｂ ｕ ｃ ｋ模 式 的 情 况 ， 对非 对 称耦 合 电感 进行 分析 ， 推导出
用 于 电动 汽车 、 燃料 电池 、 混 合 动力 车 、 不 间断 电源 、 电 能质 量调 节 、 航空 电 源等领 域 ， 可大 幅度 减小 系统体 积 、 重量 和成 本 ， 使 功 率 流 动 方 向易 于 控 制 。 这 些 变 换 器 普
盛
！
四相 交错并联 变换器 中耦 合 电感 的对称化
王建元 ， 张 旭， 李 海 光 （ 东 北 电力 大 学 电 气 工 程 学 院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２）
摘
要 ：为 了提 高 交 错 并 联 变 换 器 的 性 能 ， 对 四 相 交 错 并 联 双 向 ＤＣ ／ Ｄ Ｃ 变 换 器 中 不 对 称 耦 合 电 感
进 行 分 析 ，推 导 出等 效稳 态 电感 和 等 效 暂 态 电感 的数 学表 达 式 。结 合提 出的耦 合 电 感 结构 进 行 不 对
称 耦 合 电 感 对 称 化 研 究 。通 过 Ｓ ａ ｂ ｅ ｒ和 ３ Ｄ Ｍａ ｘ ｗ ｅ ｌ ｌ 软 件 进 行仿 真验 证 和样 机 实验 ， 验 证 了 理 论 分 析 和
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｍ４ ６
Ｓ ｙ ｍｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｏ ｆ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ４－ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ
带耦合电感的交错并联断续Buck变换器研究
摘要： Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器广泛应用 于飞机 、 火车 、 汽车等辅助 电源系统 中。通 常这些场合的 电源 系统具有 高功率 、 大电流 的
特点， 导 致 变换 器损 耗 较 大 、 效率不高 ， Ｅ ＭＩ问题 严 重 。针 对这 些 问题 ， 文 中提 出 了一 种 带耦 合 电 感 的 交错 并联 断 续 Ｂ ｕ ｃ ｋ 变换 器设计方法 ， 首先分析 了耦合 系数对 电流纹波和动 态性 能的影响， 其 次给 出 了耦 合电感参数设 计方 法， 最后进 行 了仿 真 实验 研 究 。结 果 表 明 ， 通 过 合 理 的设 计 ， 耦 合 电感 能 够 改善 电路 的 稳 态 和 动 态性 能 ， 同 时 降 低 了损 耗 ， 提 高 了 电路 的 效
ＥＭ Ｉ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ． Ｔｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ，ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｄ ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ Ｂ ｕ ｃ ｋ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｓ
率。
关 键词 ： 耦 合电感 ； 交错 并联 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器 ； 耦 合 系数 ； 电流纹波 ； 动 态 响 应
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｏ ｃ ｋ Ｐ ａ ｒ ｗｉ ｔ ｈ Ｃｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ
Ｊ Ｉ Ａ Ｙ ｕ ￣ｐ ｅ ｎ ｇ ， Ｉ ． Ｉ Ｌ ｕ － ｊ ｕ ｎ ２ ～，Ｃ ＵＩ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ａ ｎ ， ＭＵ Ｚ ｅ ｎ ｇ — ｈ ａ ｎ （ １ ．９ ３ ６ ５ ６ Ｕｎ ｉ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｌ Ａ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ １ １ １ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ａｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ａ ｒ ｌ ｙ Ｗａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ １ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
采用耦合电感的交错并联Boost
采用耦合电感的交错并联Boost一、本文概述本文将深入探讨一种创新的电力电子技术——采用耦合电感的交错并联Boost电路。
在现代电力电子系统中，Boost电路作为一种重要的电能转换装置，广泛应用于各种场景，如电池管理、可再生能源系统和电动汽车等。
传统的Boost电路在某些应用场合下存在效率低下、热损耗大等问题。
为了克服这些限制，研究人员提出了采用耦合电感的交错并联Boost电路。
耦合电感作为一种特殊的电气元件，在电力电子电路中具有独特的优势。
通过合理设计耦合电感，可以实现在相同体积下更高的电能转换效率，降低热损耗，并且具有更好的电磁兼容性。
而交错并联技术则能够进一步提高Boost电路的可靠性和稳定性，降低对单一元件的依赖。
本文将对采用耦合电感的交错并联Boost电路进行详细的理论分析和实验研究。
我们将从电路拓扑结构出发，介绍该电路的基本构成和工作原理。
通过数学建模和仿真分析，探究该电路在不同工作条件下的性能表现。
通过实验验证，评估该电路在实际应用中的效果，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
本文的研究不仅有助于推动电力电子技术的发展，也为解决现代电力系统中面临的挑战提供了新的思路和方法。
通过深入研究采用耦合电感的交错并联Boost电路，我们有望为未来的电力电子系统带来更高效、更可靠、更环保的解决方案。
二、耦合电感理论及其特性分析耦合电感，也称为变压器，是一种能够实现电能传输和电压变换的电感器件。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律，当一次侧线圈中的电流发生变化时，会在其周围产生磁场，进而在二次侧线圈中产生感应电动势，实现电能的传输。
耦合电感的特性主要由其耦合系数、匝数比以及电感值等参数决定。
耦合系数是描述一次侧和二次侧线圈间磁场耦合程度的物理量，其值越接近1，表示耦合程度越高，能量传输效率也越高。
匝数比则是一次侧和二次侧线圈的匝数之比，它决定了电压的变换比例。
电感值则是描述电感器件对电流变化的阻碍程度，其大小会影响电流的变化速率以及磁场的强度。
四相交错并联双向DC-DC变换器中耦合电感的设计准则
四相交错并联双向DC-DC变换器中耦合电感的设计准则杨玉岗;代少杰
【期刊名称】《电源学报》
【年(卷),期】2017(15)4
【摘要】深入研究了四相Buck+Boost交错并联双向DC-DC磁集成变换器运行在Buck模式下的稳态电流纹波和暂态电流响应速度,同时研究了耦合电感的非对称性对变换器性能的影响,通过分析磁集成变换器的占空比和电感耦合系数对稳态电流纹波和暂态电流响应速度的影响,总结出四相Buck+Boost交错并联双向DC-DC非对称磁集成变换器运行在Buck模式下的设计准则,即在设计这种非对称变换器时,利用给出的设计公式和设计区域选择相关参数.最后,通过实验验证了理论分析的正确性.
【总页数】8页(P26-33)
【作者】杨玉岗;代少杰
【作者单位】辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,葫芦岛125105;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,葫芦岛125105
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.基于开关电容和耦合电感的交错并联型高电压增益双向DC-DC变换器 [J], 薛利坤;王萍;王议锋;闫海云;张启亮
2.“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用 [J], 杨玉岗;叶菁源;宁浩轩;马杰
3.交错并联磁耦合双向DC-DC变换器非对称耦合电感的研究 [J], 杨玉岗;李涛;李海光;刘俭佳
4.交错并联磁耦合双向直流变换器中多相耦合电感的设计准则 [J], 杨玉岗;张书淇;苗闯;王金海;李秀菊
5.基于耦合电感的多相交错并联双向DC-DC变换器及其均流控制 [J], 苏冰;王玉斌;王璠;郭政;董羽翔
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于FPGA的四相交错并联磁集成Buck变换器研究
摘要 ： 在 负载 变化 范围较 小的 前提 下 ， 为提 高 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器输 出 电压精 度 和 电压 纹 波 ， 在传统 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器拓 扑 结构 基础 上 ， 引入 多相 交错 并联磁 集成技 术 。详 细 分析磁 集成 条 件 下 ， 变换 器在 占空 比 ０—１范
围 内的 相 电感 电流 纹波 、 四相 电 感总输 出电流 纹波 、 电压纹 波 与磁 耦 合 系数 的 关 系， 确 定磁 集 成 变换 器 占空 比与磁耦 合 系数 的 最佳选择 范 围。提 出磁 集 成 变换 器 小信 号 建模 一般 方 法 ， 并设 计 出基 于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的数 字控 制 器 。制作 四相 交错 并联磁 集成 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器 卖验 样机 ， 通 过 实验验 证 了理论 分析 的正 确性 。 关键 词 ： 多相 交错 并联磁 集成 ； Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器 ； 磁 耦 合 系数 ； 小信 号建模 ； Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 中 图分 类号 ： Ｔ Ｍ１ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０— ８ ８ ２ ９ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ —０ １ ３ ９— ０ ５
一种四相交错并联BoostDC／DC变换器的设计
关键词 ：Ｖ Ｒ Ｍ； 变换 器；并联 ；交错 ；Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ
中 图分类号 ：Ｔ Ｎ ４ ０ ２
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ８ １ — １ ０ ７ ０（ ２ ０ １ ３ ）ｌ １ － ０ ０ １ ３ — ０ ４
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ａ ｎｄ Ｉ ｍ ｐｌ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ ４ － Ｃｈ ａ ｎｎｅ ｌ ｓ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｄ Ｂｏ ｏ ｓ ｔ ＤＣ／ ＤＣ Ｃｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ
ＬＩ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｄ ａ ， Ｈｅ Ｙｉ ｎ ｇ ， ＹＡ ＮＧ Ｂｉ ｎｇ ， ＸＩ Ｅ Ｗｅ ｎ ｑ ｕ ｎ， ＹＡＮ Ｇ Ｆａ ｎ ｇ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ￣ ｏ ｎ Ｎｏ ． ５ ８ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｗ ｕ ｘ ｉ ２ １ ４ ０ ３ ５ ， Ｃ ｈ ／ ｎ ａ ）
ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｔ ， ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎｇ ｉ ｔ ｅ ａ ｓ ｉ ｅ ｒ ｔ ｏ ｆ ｏ ｍ ｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｒ ｅ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐｌ ｉ ｅ ｄ ｏ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ． Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ＣＰ Ｕ ｒｅ ａ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｉ Ｔ ｉ ｎ ｄ ｕｓ ｔ ｒ ｙ ，ｉ ｔ ｓ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｂｅ ｃ ｏ ｍｅ ｍｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｉ ｎｇ ｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｎｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖｉ ｄｅ ａ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇ ｅ ，ｈ ｉ ｇｈ ｅ ｒ
交错并联Buck中耦合电感的设计
交错并联Buck中耦合电感的设计李祥忠;朱彬;王善良;卢俊龙【摘要】针对开关电源系统对功率密度等级不断提高的要求，为进一步发挥交错并联技术的优势，本文以减小输出电流纹波和改善动态特性为目标，对大占空比条件下交错并联Buck电路中的耦合电感进行了详细分析和计算。
通过软件仿真验证，得出了耦合系数和占空比对电路性能的具体影响，耦合系数的取值应尽量接近-1，从而为耦合电感的设计提供了理论依据。
%In order to solve the problem of power density in switching power supply and further develop the advantages of interleaving techniques, this paper carries out a detailed analysis and calculation on the coupled inductor of Interleaved Buck circuit with the target of reducing the output current ripple and improving the dynamic characteristics. By studying the principle of circuit and simulatingin software, a conclusion on how to determine the coupling coefficient and the duty cycle of the specific impact on circuit performance is gotten, it is important that the value of the coupling coefficient is close to-1.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(000)015【总页数】4页(P116-118,121)【关键词】交错并联;耦合电感;开关电源;电流纹波【作者】李祥忠;朱彬;王善良;卢俊龙【作者单位】深圳市中兴昆腾有限公司广东深圳 518000;中国人民解放军96623部队江西上饶 334000;深圳市中兴昆腾有限公司广东深圳 518000;哈尔滨工业大学深圳研究生院，广东深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】TN712随着电子系统集成规模的不断增大，要求电源的输出电流和输出的功率越来越大。
耦合电感在交错并联功率因数校正变换器中的应用
耦合电感在交错并联功率因数校正变换器中的应用耦合电感是指在磁耦合器件中，通过电流在两个或多个线圈之间的磁场相互耦合，实现能量传输和电磁转换的一种电感器件。
在交错并联功率因数校正变换器中，耦合电感被广泛应用于实现功率因数校正和提高电路效率。
交错并联功率因数校正变换器是一种用于提高电路功率因数并减少谐波电流的电力电子设备。
在传统的谐波校正电路中，采用直流滤波电容和串联电感来滤除谐波电流。
然而，这种传统的方式存在着滤波效果不佳、损耗大、体积庞大等问题。
而交错并联功率因数校正变换器通过引入耦合电感，实现了更高效的功率因数校正。
其基本原理是将正弦电流与谐波电流分别通过不同的电感进行分离，然后再合并输出。
具体的实现是，在输入端串联两个电感，分别对应于正弦电流和谐波电流，并通过磁场耦合的方式将两者分别转移到输出端。
而在输出端，则通过并联电感将两者进行合并。
通过这种方式，交错并联功率因数校正变换器不仅能够有效校正功率因数，还能够减小系统谐波损耗。
交错并联功率因数校正变换器的核心是耦合电感。
耦合电感通常由两个或多个线圈构成，其中一个线圈将正弦电流引入，起到分离正弦电流和谐波电流的作用；而另一个线圈将谐波电流引出，通过合并谐波电流和正弦电流，实现功率因数校正。
在设计耦合电感时，需要考虑线圈的匝数、互感系数以及线圈之间的磁场耦合等因素。
除了功率因数校正外，交错并联功率因数校正变换器中的耦合电感还具有提高电路效率的作用。
通过合理选择耦合电感的参数，可以减小电路的损耗，提高能源的利用效率。
此外，耦合电感还能够起到滤波作用，消除输入电流中的谐波成分，提高电路的稳定性。
总之，耦合电感在交错并联功率因数校正变换器中具有重要的应用。
通过引入耦合电感，可以实现功率因数校正和谐波电流滤波的功能，提高电路效率和稳定性。
未来，随着电力电子技术的不断发展，交错并联功率因数校正变换器和耦合电感的应用将会得到更广泛的推广和研究。
基于耦合电感的零电压开关同步Buck变换器
源并网以及分布式发电等应用场合 DC-DC 变 换 器 中 的 二 极 管 然而，同 EMI 整流管体二极管的 扰
[9-11]
换成导通电阻 向恢复问题会导
了电路开关损耗，但是谐振电感 同时，在同 整流管的体二极管
MOSFET，可以减小导通损耗，提高变换器效率 重 的电 磁
向恢复问题依然存在 开关管的软开关以及消除同 向恢复问题，文献 [19] 提出一 由于 需任何辅助器件，因
Zero-Voltage-Switching Synchronous Buck Converter with Coupled Inductor
Chen Guipeng Abstract Chen Luan Tao Yong Deng Yan He Xiangning 310027 China College of Electrical Engineering Zhejiang University Hangzhou
[19]
整流管体二极管的 电感电流 小，因 关电路
[22-24]
向方案
，由于其励磁电感电流峰值 零电压转移软开
磁心
易饱和
相比，它仅需添加一个辅助绕组和二极 成本 本文 细分析了变换器的工作 拓扑的优点
In the conventional Buck converter with synchronous rectifier, hard-switching operation
of the main switch and reverse-recovery problem of the synchronous switch result in deteriorated switching loss and electro magnetic interference (EMI) problem. In order to avoid these two undesired shortcomings, a novel synchronous Buck converter with a coupled inductor was proposed to achieve zero-voltage-switching for both switches over the whole load range. The converter is simple since only a coupled winding and an auxiliary diode are needed. In the paper, the operation principle and steady characteristics of the converter were thoroughly analyzed. Moreover, variable frequency modulation was employed to reduce conduction losses and thus improve converter efficiency. Finally, design considerations were given and experimental results were provided to verify the advantage of converter and the correctness of theoretical analysis. Keywords Zero-voltage-switching, synchronous Buck converter, coupled inductor, variable frequency modulation
耦合电感在交错并联断续Buck变换器中的应用研究
耦合电感在交错并联断续Buck变换器中的应用研究卢迪;姚国顺;李陆军;陈辉【摘要】Applying the reverse coupling inductor to the interleaving parallel Buck converter, the influences of the cou- pling coefficients of inductor on the current ripple and the dynamic response of the interleaving parallel Buck converter is an- alyzed. In this paper, the design method for reverse coupling inductor is described, and the simulation and experiment re- sults demonstrated that reverse coupling inductor can improve steady-stateand dynamic performances of the circuit with the proper design, at the same time, reducing losses and improving the efficiency of the circuit.%文中将耦合电感应用于断续Buck变换器，分析了耦合系数对电流纹波和动态性能的影响，给出了参数设计方法，并进行了仿真实验研究。
结果表明，通过合理的设计，耦合电感能够改善电路的稳态和动态性能，同时降低了损耗，提高了电路的效率。
【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2012(029)006【总页数】4页(P7-9,12)【关键词】耦合电感;交错并联Buck变换器;耦合系数;电流纹波;动态响应【作者】卢迪;姚国顺;李陆军;陈辉【作者单位】空军预警学院研究生管理大队,湖北武汉430019;空军预警学院,湖北武汉430019;空军预警学院研究生管理大队,湖北武汉430019 93975部队,新疆乌鲁木齐830000;空军预警学院研究生管理大队,湖北武汉430019【正文语种】中文【中图分类】TM4610 引言Buck变换器是一种最基本的变换器，广泛应用于动车组、火车等的辅助电源系统中。
四相交错并联buck变换器拓扑及其控制策略研究
一、概述本文旨在探讨四相交错并联buck变换器的拓扑结构及其控制策略，该主题在新能源领域中具有重要意义。
随着新能源技术的发展和应用，电力电子变换器作为能量传输和转换的核心设备之一，对其性能和效率要求日益提高。
四相交错并联buck变换器由于其高效率、高可靠性和较小的体积，在新能源领域中得到了广泛关注。
研究该拓扑及其控制策略具有重要的理论意义和实际价值。
二、四相交错并联buck变换器拓扑结构1. 拓扑结构概述四相交错并联buck变换器是一种多输出的电力电子变换器，其主要由四个相位的buck变换器并联组成。
通过交错控制策略，可以实现四相变换器的同时输出，可以有效提高系统的输出功率和扩展输出电压范围，具有较好的适应性和稳定性。
2. 工作原理四相交错并联buck变换器在工作过程中，四个buck变换器交错工作，每个变换器的开关管调制信号相位差为90°，实现了输出功率的平衡和负载的共享。
其工作原理基于开关管的开关控制，通过合理的PWM控制方式实现输出电压和电流的稳定调节，并有效降低系统的输出纹波和损耗。
三、四相交错并联buck变换器控制策略1. 开关控制策略在四相交错并联buck变换器中，开关控制策略对系统的稳定性和效率具有重要影响。
常用的开关控制策略包括固定频率PWM控制、电流调制控制和电压调制控制等，通过合理选择开关控制策略，可以实现系统的输出稳定和效率优化。
2. 输出功率均衡策略由于四相变换器的并联结构，四个相位之间存在功率均衡和负载共享的问题。
针对此问题，可以采用动态调节电流和电压的方法，实现输出功率的均衡分配，避免系统出现过载或失衡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 控制参数优化策略控制参数的优化对系统的性能和效率具有重要影响。
通过合理选择输出电压和电流的控制参数，可以实现系统的快速响应和动态稳定，提高系统的动态性能和抗干扰能力。
四、四相交错并联buck变换器应用研究1. 新能源领域应用四相交错并联buck变换器在新能源领域中具有广泛应用前景，可以用于太阳能发电系统、风力发电系统和电动汽车充电桩等领域，实现能量的高效转换和稳定输出，满足新能源系统的多输出需求和高效要求。
基于耦合电感的零电压零电流软开关Buck变换器
基于耦合电感的零电压零电流软开关Buck变换器罗辞勇;魏欣欣;王卫耀;南航【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2016(050)004【摘要】采用耦合电感替代滤波电感的方式,提出新的零电压零电流软开关Buck 变换器.对该变换器工作过程的各个模态进行详细的理论分析.给出软开关实现的条件及主电路的参数设计方法,讨论耦合电感匝数比改变对该变换器性能的影响.对新电路进行仿真研究,理论和仿真结果表明,新电路中所有开关器件都实现了软开关.试制一台48 V输入、32 V输出,开关频率为50 kHz的基于耦合电感的软开关Buck 变换器样机.实验结果与理论和仿真结果一致,验证了该变换器理论和设计的正确性,实验测得最大效率达到96.5％.【总页数】8页(P663-670)【作者】罗辞勇;魏欣欣;王卫耀;南航【作者单位】重庆大学电气工程学院,重庆400044;重庆大学电气工程学院,重庆400044;江苏省电力公司检修分公司苏州运维分部,江苏苏州215131;重庆大学电气工程学院,重庆400044;重庆大学电气工程学院,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TM46【相关文献】1.一种用耦合电感实现零电压零电流开关的移相全桥变换器 [J], 张强;林维明;徐玉珍2.基于耦合电感的零电压开关同步Buck变换器 [J], 陈桂鹏;陈銮;陶勇;邓焰;何湘宁3.自适应可调延时控制的双耦合电感软开关零电压转换逆变器 [J], 王玉斌;林意斐;董彦彦;于玺昌4.零电压零电流谐振极型软开关逆变器 [J], 王强5.基于零电压零电流软开关技术的5kWDC/DC变换器设计 [J], 付强;张一鸣;高俊侠;王海涛;高星乐;刘洁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｆ ｏ ｕ ｒ － Ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｄ Ｂｕ ｃ ｋ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ
基 于耦 合 电感 的 四相 交 错 Ｂ ｕ ｃ ｋ变 换 器 研 究
谢海 兵 ， 李志忠 ， 贺 鸿
（ 广东工业 大学 信息工程学院 ， 广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘要： 基于耦舍 电感 的四相 交错 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换器是 由４个同步 Ｂ ｕ ｃ ｋ变换 器通过磁耦 合技 术并联组成 。在分析其工作原 理、 软 开关条件 以及设计耦合 电感的基础上 ， 以Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ０ ３ ５作 为控制核 心 ， 搭 建 了一 台 １ ６ ｋ Ｗ 的 实验 样机 。实验 结
ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｂｕ ｃ ｋ； ＺＶＳ； ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ； ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｐ ｐ ｌ ｅ
匝 谯 电潦 术
２ ０ １ ４年 ７月 ２ ５日第 ３ １ 卷第 ４期
Ｔｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｊ ｕ ｌ ｙ ２ ５ ， ２ ０ １ ４ ，Ｖ ｏ １ ．３ １ Ｎｏ ． ４
文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ — ３ ６ ６ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ０ １ — ０ ４
ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｌ ｙ ｑ ｕ ａ ｒ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｂ ｕ ｃ ｋ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｐ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ ｒ ｅ — ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｉ ｎ ｚ ｅ ｒ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ（ Ｚ ＶＳ ）ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ Ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｌ Ｏ Ｗ－
果表明 ， 该变换器在移相 （ Ｐ Ｓ ） Ｐ ＷＭ 控制策略 下， 开关管 电流应 力小 ， 电流纹 波 明显减 小， 可在 全 负载 范 围内实现零 电压
开关（ Ｚ Ｖ Ｓ ） ， 适 用 于低 压 大 电流 、 大功率应用场合 。
关键词 ：同 波
（ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ ０ ６，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｄ ｂ ｕ ｃ ｋ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ Ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕ ｒ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｂ ｕ ｃ ｋ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ，ｓ ｏ ｆ ｔ － ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ ＰＳ ＰＷ Ｍ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ａ １ ６ ｋ Ｗ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ｗｈ ｏ ｓ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ — ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｉ Ｓ ＴＭ Ｓ ３ ２ ０ Ｆ ２ ８ ０ ３ ５ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ，ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ． Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｙ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ