采用集成磁件的LCL-S非接触谐振变换器的研究与设计
2020-02-25 09:22:59
来源：电子变压器与电感网
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磁集成技术能有效减小磁件体积和重量，一直以来是研究人员关注的重点[1-2]。非接触谐振变换器中的高阶补偿网络，如LCL或LCC，也适合采用磁集成的方法以减小补偿电感的体积和重量。然而，集成后的谐振变换器会存在多绕组间交叉耦合现象，这使得电路复杂化并影响变换器的性能。
前人已经对LCC磁集成做了一些研究[3-5]。文献[3]首先提出，将LCC补偿拓扑中的谐振电感和非接触变压器上的主功率绕组耦合起来，可以实现本电路的磁集成。文献中应用该电路结构的6kW 无线充电样机的效率可达95.3%。但是该文献未对磁集成变压器线圈间的交叉耦合（如图1 中的M1f2, M2f1, Mf1f2）进行分析。尽管文献[4]给出了电路中所有交叉耦合的详细分析，但是该文的重点却是通过提升磁件耦合设计以减少交叉耦合的影响。线圈间的交叉耦合使得电路分析和参数设计变得异常复杂。因此如何消除或减小磁集成变压器中单极性谐振电感与双极性主功率线圈在多重耦合后带来的附加耦合作用的影响，是值得进一步研究的问题[5]。
本文提出了一种采用集成磁件的LCL-S（S指副边电容与绕组串联）非接触谐振变换器，对绕组间的交叉耦合作用做了理论分析并提供了适用于本电路的参数设计方法。另外，本文也会围绕磁集成的优缺点展开讨论。
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