近年來，隨著計(jì)算機(jī)、電子通訊、航空航天等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于開關(guān)電源的性能要求愈發(fā)嚴(yán)格。因此，研究高性能、高功率密度、高可靠性、高效率的電力電子變換器是現(xiàn)代開關(guān)電源的主要研究方向。傳統(tǒng)的繞線變壓器因其制作困難，參數(shù)難以保持一致且體積較大，越來越難以適應(yīng)需求。出于制作方便、降低漏感、提高功率密度等考慮，逐漸被以印制電路板(PCB)制作繞組的平面變壓器所取代。在大功率場合，移相全橋變換器以其開關(guān)管應(yīng)力低、易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)而得到廣泛應(yīng)用[1,2]。
在大電流場合，多個(gè)單元之間會(huì)采用并聯(lián)連接的方式，通常采用以下兩種方案。一：器件并聯(lián)，分擔(dān)電流應(yīng)力，但是存在器件的參數(shù)不一致導(dǎo)致器件之間不均流等問題[3-4];二：電源模塊之間并聯(lián)，但是需要加入額外的軟件控制和采樣電路，復(fù)雜且降低了功率密度[5]。
相較于以上兩種方案，文獻(xiàn)[6]采用了矩陣變壓器的解決方案，將多個(gè)平面變壓器單元進(jìn)行原邊繞組串聯(lián)、副邊繞組并聯(lián)，改進(jìn)了變壓器的結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)了高壓輸入、低壓大電流輸出情況下多個(gè)變壓器單元副邊繞組的均流。在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[7] 根據(jù)磁通相互抵消的原理，將矩陣變壓器中多個(gè)分立的平面變壓器單元集成到單個(gè)磁芯上，進(jìn)一步減小了磁芯的體積，降低了磁芯的損耗，提高了功率密度。文獻(xiàn)[8]說明了矩陣變壓器在降低交流繞組損耗和減小變壓器寄生參數(shù)上的突出優(yōu)勢，并對(duì)平面變壓器繞組的排布進(jìn)行了分析。上述文獻(xiàn)雖然就高壓輸入、低壓大電流場合提出了一系列解決方案，但在原副邊均為低壓大電流的大功率場合，僅僅只有變壓器單元副邊繞組均流是不夠的，原邊側(cè)也要采取一定的方案，降低器件的電流應(yīng)力。
本文在上述文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，給出了一種基于低壓大電流移相全橋變換器的原副邊繞組交錯(cuò)串并聯(lián)的磁集成矩陣變壓器的設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了原邊與副邊的自動(dòng)均流。首先。給出了所設(shè)計(jì)的磁集成矩陣變壓器的結(jié)構(gòu)及基于該結(jié)構(gòu)的移相全橋變換器拓?fù)�。接著在此基礎(chǔ)上對(duì)變壓器具體參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，并根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)磁芯結(jié)構(gòu)和繞組布局進(jìn)行了改進(jìn)。最后，搭建樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
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