适用于多模块并联均流的矩阵变压器设计
2024-11-05 09:37:50
来源：电子变压器与电感网
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近年来，受西方国家制裁等原因，国产化愈来愈成为人们关注的焦点。下至消费电子，上至军工国防，打破技术垄断，实现技术国产变的尤为迫切。在某航空低压电源变换装置中[1]，为达到输出功率、可靠性等要求，采用两个模块并联的方式进行输出。在提高系统安全可靠型的同时，模块间的串并联组合也会带来新的问题。例如，变压器模块之间的参数并不能做到完全一致，细微的差别无法避免，使得电压、电流或是功率不能合理的均分。长期的不均流工作使得其中一方老化加剧，更严重的情况下， 可能使模块工作于过载情况下，加速模块的老化[2]。为此，变压器模块间的均流变的尤为重要。
在该电源变换装置中，采用平均电流自动均流控制，通过调节各个变压器模块的设定参考电压来调节模块的输出电压，进而实现各个变压器模块之间的均流，不需要外部的控制器，只需将两个变压器模块的输出电流通过均流线相连接，均流线上是两个模块的平均电流信号。平均电流信号与各模块的输出电流进行比较，调节变压器模块的输出电压，从而实现变压器模块之间的均流[3]。由于并联的两个模块相同，并联很容易实现均流，但如果并联的模块不一致，那么均流就很难实现。
加入额外的控制电路，降低了变换器的功率密度和可靠性。相较于上述并联方案，采用矩阵变压器[4]的磁集成方案来实现均流，提高了变换器的可靠性，又可以提高功率密度。本文将针对该电源变换装置中的变压器均流问题进行展开，首先基于磁通抵消的原理，将原来的两个分离的变压器进行集成，原边先串联后并联，副边先并联后串联，组成一个2*2的矩阵变压器，实现并联模块的自动均流。基于漏感和交流损耗最小的原则，对原副边绕组进行排列，设计了新型磁心以及原副边绕组，接着对磁集成变压器的损耗进行分析计算，并通过实验验证了矩阵变压器设计的正确性和有效性。
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