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多相交错磁集成Buck变换器本质安全性的研究

作　者: 李龙华
导　师: 杨玉岗
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 交错并联磁集成多相耦合电感 Buck变换器等效电感本质安全
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要

本文考虑交错并联结构和耦合集成磁件的优点，以满足开关变换器的本质安全特性为重点，从不同角度出发对交错并联磁集成结构的本质安全性能进行研究。首先以两相交错并联磁集成Buck变换器为基础，对其耦合电感的等效电感进行分析。分析并计算了电感电流和输出短路释放能量的最大值，得出了交错并联磁集成Buck变换器的非爆炸性本质安全判据和使得其最大输出短路释放能量最小的最佳电感、电容设计参数。其次，解决三相非对称耦合电感的对称化问题，分析对称化之后的三相交错并联磁集成Buck变换器的本质安全性能指标。通过分析得到满足既增大稳态电感又减小暂态电感时耦合系数的取值范围。就此解决本质安全开关电源的电气指标要求大电感、大电容与本质安全特性要求小电感、小电容之间的矛盾。最后选择合适的控制芯片和控制方式，对本质安全型交错并联磁集成Buck变换器的主电路和控制电路进行设计，搭建实验电路板，验证了文中理论分析的正确性和设计方法的可行性。利用Matlab软件进行仿真对比，总结得出交错并联磁集成结构的优越性。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-13
  1.1 多相交错磁集成 Buck 变换器本质安全性的研究目的和意义  10-11
  1.2 多相交错磁集成 Buck 变换器本质安全性的国内外研究现状  11-12
  1.3 主要研究内容  12-13
2 两相交错磁集成 Buck 变换器的本质安全特性分析  13-26
  2.1 输出本质安全分析  14-19
    2.1.1 最大输出短路释放能量的分析  14-18
    2.1.2 输出本质安全判据  18-19
  2.2 内部本质安全分析  19-20
    2.2.1 内部本质安全最危险情况分析  19-20
    2.2.2 内部本质安全判据  20
  2.3 交错磁集成 Buck 变换器的本质安全特性优化设计  20-23
    2.3.1 电感和电容的设计区域  21-22
    2.3.2 电感和电容的优化设计  22-23
  2.4 仿真验证  23-25
  2.5 本章小结  25-26
3 三相交错并联磁集成 Buck 变换器的本安特性分析  26-48
  3.1 三相耦合电感的不对称性对变换器本质安全特性的影响  26-35
    3.1.1 三相不对称耦合电感的分析  27-30
    3.1.2 三相不对称耦合电感对称化设计  30-35
  3.2 对称三相交错磁集成 Buck 变换器的工作模态  35-37
  3.3 等效电感分析  37-40
  3.4 输出本质安全分析  40-41
    3.4.1 最大输出短路释放能量  40-41
    3.4.2 输出本质安全判据  41
  3.5 内部本质安全分析  41-43
    3.5.1 内部本质安全最危险情况分析  41-43
    3.5.2 内部本质安全判据  43
  3.6 最适耦合系数设计范围  43-45
  3.7 仿真验证  45-46
  3.8 本章小结  46-48
4 电路的实验验证和各电路仿真对比  48-62
  4.1 两相交错磁集成 Buck 变换器本质安全性实验验证  48-54
    4.1.1 实验电路的组成  48-51
    4.1.2 本质安全特性的检查  51
    4.1.3 实验结果  51-54
  4.2 单相、两相、三相电路及其磁集成电路仿真对比  54-61
    4.2.1 单相仿真电路与仿真结果  55-56
    4.2.2 两相仿真电路与仿真结果  56-58
    4.2.3 三相仿真电路与仿真结果  58-61
  4.3 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-67
附录A I 类电容电路临界点燃曲线  67-68
附录B I 类电感电路临界点燃曲线  68-69
作者简历  69-70
学位论文数据集  70-71

多相交错磁集成Buck变换器本质安全性的研究

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