用于隔离式零电压开关?uk变换器的集成磁件设计及磁通抵消优化

《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》：Integrated Magnetics Design for Isolated ZVS ?uk Converter with Flux Cancellation

　　本文提出了一种用于隔离式零电压开关（ZVS）?uk变换器（IZCC）的集成磁件（IM）设计方案。在该设计中，六个绕组绕制在同一个磁芯上，为了最小化磁芯体积、重量和损耗，同时考虑了直流（DC）和交流（AC）磁通抵消。谐振电感绕组在两种工作模式下被纳入交流磁通抵消中，而耦合电感本身在IZCC变换器中无法实现这一点。直流磁通被完全抵消，而交流磁通则必须抵消到有限值，以使输入和输出电感电流具有足够的纹波，从而为所有开关实现ZVS开通创造条件。因此，应确定各绕组之间的耦合系数（CC）值，以确保实现所有开关ZVS开通所需的最小纹波，向负载传递所需的功率，并且变换器能够按照设计要求高效运行。该设计在简单的U型磁芯上实现，CC值根据绕组位置和布置来确定。为了通过实验验证该想法，制作了一个功率为1 kW、开关频率为150 kHz、峰值效率为97.05%的硬件样机，与分立设计方案相比，磁芯体积减少了43%。