通过磁集成技术减少采用混合整流器的三相直流-直流转换器的磁体积

《IEEE Transactions on Power Electronics》：Reduction of the Magnetic Volume of Three-Phase DC–DC Converter Associated With a Hybridge Rectifier Through Magnetic Integration

本文提出了一种集成磁结构的两路隔离三相DC-DC转换器方案，通过共用三相反接电感器减少磁体积16.54%和12.68%，并采用单滤波电感抑制次级电流纹波，实验验证了其在1-6kW功率范围内兼具零电压开关特性、负载适应性和优 thermal performance。

　　

摘要：

本文提出了一种通过整合两个独立的三相直流-直流（DC-DC）转换器的磁结构来减小其整体磁体积的方法。第一种拓扑结构在初级侧包含三个单相变压器，在次级侧包含三个滤波电感器；第二种拓扑结构同样包含三个单相变压器，以及一个相间变压器。为了容纳整合过程中产生的绕组，采用了三相磁芯。根据实验数据，与第一种和第二种结构相比，所提出的集成拓扑结构分别实现了16.54和12.68的磁体积减少。此外，为了限制所提出集成方法次级侧的电流纹波，在转换器的输出端加入了一个滤波电感器。实验结果展示了所提出集成拓扑结构的各种运行特性，包括零电压开关、负载限制、三相变压器在稳态条件下的热性能数据，以及大约在1到6千瓦（kW）的有功功率范围内的效率曲线（包括实验数据和理论数据）。

引言

随着电力半导体技术的进步，已经能够开发出能够处理高电能量的设备。这些设备通常被称为电力电子转换器，应用范围广泛，被广泛应用于电池充电、电信系统、电动汽车以及医疗领域[1]。然而，在处理高电流水平的电路中（如这些转换器），通常需要大量的离散磁性元件（例如变压器和滤波电感器），这反过来会导致此类设备的整体尺寸和成本增加[2]、[3]。