低压大电流移相全桥变换器平面磁集成矩阵变压器的优化设计
近年来，随着计算机、电子通讯、航空航天等行业的快速发展，对于开关电源的性能要求愈发严格。因此，研究高性能、高功率密度、高可靠性、高效率的电力电子变换器是现代开关电源的主要研究方向。传统的绕线变压器因其制作困难，参数难以保持一致且体积较大，越来越难以适应需求。出于制作方便、降低漏感、提高功率密度等考虑，逐渐被以印制电路板(PCB)制作绕组的平面变压器所取代。在大功率场合，移相全桥变换器以其开关管应力低、易实现软开关而得到广泛应用[1,2]。
在大电流场合，多个单元之间会采用并联连接的方式，通常采用以下两种方案。一：器件并联，分担电流应力，但是存在器件的参数不一致导致器件之间不均流等问题[3-4];二：电源模块之间并联，但是需要加入额外的软件控制和采样电路，复杂且降低了功率密度[5]。
相较于以上两种方案，文献[6]采用了矩阵变压器的解决方案，将多个平面变压器单元进行原边绕组串联、副边绕组并联，改进了变压器的结构， 实现了高压输入、低压大电流输出情况下多个变压器单元副边绕组的均流。在此基础上，文献[7] 根据磁通相互抵消的原理，将矩阵变压器中多个分立的平面变压器单元集成到单个磁芯上，进一步减小了磁芯的体积，降低了磁芯的损耗，提高了功率密度。文献[8]说明了矩阵变压器在降低交流绕组损耗和减小变压器寄生参数上的突出优势，并对平面变压器绕组的排布进行了分析。上述文献虽然就高压输入、低压大电流场合提出了一系列解决方案，但在原副边均为低压大电流的大功率场合，仅仅只有变压器单元副边绕组均流是不够的，原边侧也要采取一定的方案，降低器件的电流应力。
本文在上述文献的基础上，给出了一种基于低压大电流移相全桥变换器的原副边绕组交错串并联的磁集成矩阵变压器的设计，同时实现了原边与副边的自动均流。首先。给出了所设计的磁集成矩阵变压器的结构及基于该结构的移相全桥变换器拓扑。接着在此基础上对变压器具体参数进行了计算设计，并根据仿真结果对磁芯结构和绕组布局进行了改进。最后，搭建样机进行了实验验证。
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