[发明专利]一种三三阵列式磁耦合方法及最佳耦合度确定方法

说明书

本发明公开了一种三三阵列式磁耦合方法，将六通道交错并联DC‑DC变换器的第一通道、第三通道和第五通道耦合为第一耦合组，将第二通道、第四通道和第六通道耦合为第二耦合组。本发明还公开了一种最佳耦合度计算方法，按照计算每个通道主电感耦合度、计算不同占空比下的等效电感、计算每个通道在不同占空比下的等效稳态电感和等效暂态电感和计算耦合度的步骤进行。本发明的三三阵列式磁耦合方法得到的电路对称性好，而且主电感分成两组，在轻载情况下可按照负载的变化切掉任意一组；本发明的最佳耦合度计算方法，能够得到六通道交错并联DC‑DC变换器中的最佳耦合度。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种三三阵列式磁耦合方法，具体的涉及一种六通道交错并联DC-DC变换器的三三阵列式磁耦合方法，本发明还涉及一种最佳耦合度确定方法，具体的为一种六通道交错并联DC-DC变换器的最佳耦合度确定方法。

背景技术

磁集成技术在开关电源的设计和制造中得到广泛应用，文献《Automotive DC-DCbidirectional converter made with many interleaved buck stages》对16相和36相交错并联双向DC/DC变换器的性能、电流纹波等进行了分析和对比，并实现16相与36相变换器主电感的磁集成，但并未对多相电路的等效电感进行准确计算；文献《Investigation ofMultiphase Coupled-Inductor Buck Converters in Point-of-Load Applications》研究了两通道和三通道双向DC/DC变换器磁集成的实现，给出了计算等效电感的基本方法。文献《磁集成交错并联双向DC/DC变换器的设计准则》、《Research on coupled inductorsfor magnetic integration in N-phase interleaved buck converter》、《Acomprehensive analysis of coupled inductors in 4phases interleavingbidirectional DC/DC converter》分别对两通道、三通道和四通道交错并联双向DC/DC变换器的等效电感计算方法及耦合度设计进行了详细的分析和阐述，给出实现各通道主电感磁集成最佳耦合度的设计准则。

交错并联双向DC/DC变换器耦合电感的结构主要采用整体磁芯结构和阵列式磁芯结构两种。由于整体磁芯结构的各绕组之间是利用磁路实现磁通交链，从而达到相互耦合的目的，所以研究成果较多。而阵列式磁芯结构虽然可以使用现有简单结构磁芯，并且可以利用磁路和电路的结合来实现多通道变换器电感的耦合，但对此的研究却很少。

综合所述，现有的针对多通道DC/DC变换器的研究大多集中在两通道和四通道，且其耦合电感多采用发热问题难以解决的整体结构磁心设计。由于六相DC/DC变换器有12种工作模态，分析复杂，难以控制；并且六相主电感的耦合设计难度系数极高，不仅要兼顾系统的动态性能和静态性能指标，还要考虑经济性，实用性，推广性及扩展性等问题，因此目前没有成熟的六通道交错并联DC-DC变换器的磁耦合方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种三三阵列式磁耦合方法，适用于六通道交错并联DC-DC变换器中，使得其具有良好的动态响应特性。

本发明还提供了一种最佳耦合度确定方法，能够得到耦合后六通道交错并联DC-DC变换器中的最佳耦合度。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种三三阵列式磁耦合方法，将六通道交错并联DC-DC变换器的第一通道、第三通道和第五通道耦合为第一耦合组，将第二通道、第四通道和第六通道耦合为第二耦合组。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种最佳耦合度计算方法，其特征在于，具体按照下述步骤进行：

步骤1，根据六通道交错并联DC-DC变换器中的电感计算六通道交错并联DC-DC变换器中每个通道主电感的耦合度；