基于耦合指标的双E型可变电感设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于耦合指标的双E型可变电感设计方法，包括：1)对双E型可变电感的主绕组和控制绕组的耦合问题进行磁耦合分析，依据分析结果，定义反映双E型可变电感耦合程度的耦合指标；2)根据双E型可变电感的最大交流磁通密度和最大感值，结合耦合指标设计主绕组匝数；3)建立改进的Brauer磁化曲线模型，采用分段函数提高Brauer磁化曲线模型膝点附近的精度，确定最小等效磁导率与最大磁场强度的关系，结合电感最小值设计控制绕组匝数；4)依据耦合指标，评价设计结果的耦合程度，确保其位于能接受的范围内，完成双E型可变电感设计。本发明专利技术解决现有设计方法没有考虑可变电感在实际应用中存在绕组耦合的问题。际应用中存在绕组耦合的问题。际应用中存在绕组耦合的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于耦合指标的双E型可变电感设计方法


[0001]本专利技术涉及可变电感参数设计的
，尤其是指一种基于耦合指标的双E型可变电感设计方法。

技术介绍

[0002]可变电感具有感值连续可调且可控的特性，吸引了大量研究人员深入开展研究工作，并广泛应用于LED供电电源、谐振变换器等领域。根据结构的不同，可变电感可分为双E型、三E型、四U型、压控型等，其中双E型可变电感因结构简单、体积小、饱和程度不变等特性，相比其它可变电感更具应用优势。
[0003]虽然双E型可变电感采取对称控制绕组的结构，理论上抵消了由主绕组在控制绕组上产生的感应电压，但是由于磁芯磁化曲线非线性的特性以及工艺问题造成的控制绕组匝数不对称，实际上控制绕组依然存在感应电压，即主绕组与控制绕组存在耦合。严重的耦合问题会使得可变电感控制电流震荡，可能会导致负反馈失效；主绕组的等效交流电阻增大，引起系统效率下降；流过主绕组的交流电流发生畸变，造成可靠性下降等问题。目前，双E型可变电感的设计方法没有考虑耦合问题，因此，如何降低双E型可变电感的耦合程度，是如今需要解决的主要问题。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于耦合指标的双E型可变电感设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对双E型可变电感的主绕组和控制绕组的耦合问题进行磁耦合分析，依据分析结果，定义反映双E型可变电感耦合程度的耦合指标；2)根据双E型可变电感的最大交流磁通密度和最大感值，结合耦合指标设计主绕组匝数；3)建立改进的Brauer磁化曲线模型，采用分段函数提高Brauer磁化曲线模型膝点附近的精度，确定最小等效磁导率与最大磁场强度的关系，结合电感最小值设计控制绕组匝数；4)依据耦合指标，评价设计结果的耦合程度，确保其位于能接受的范围内，完成双E型可变电感设计。2.根据权利要求1所述的基于耦合指标的双E型可变电感设计方法，其特征在于：在步骤1)中，对双E型可变电感进行磁耦合分析并定义耦合指标，包括以下步骤：1.1)建立双E型可变电感磁耦合模型，主绕组中的交流电流在磁芯中产生交流磁通，并在两侧控制绕组上产生方向相反的感应电动势：式中，e
i
是某一侧控制绕组产生的感应电动势，N
DCi
是某一侧实际控制绕组匝数，φ
i
是作用在某一侧控制绕组的交流磁通，t是时间，i＝1表示作用于左侧控制绕组，i＝2表示作用于右侧控制绕组；由于磁芯磁化曲线非线性的特性以及工艺问题造成的控制绕组匝数不对称，控制绕组中存在感应电动势，因此存在耦合电流；结合磁路定律和基波分析法可知，该感应电动势满足：式中，e1是左侧控制绕组产生的感应电动势，e2是右侧控制绕组产生的感应电动势，N
DC1
是左侧实际控制绕组匝数，N
DC2
是右侧实际控制绕组匝数，I
r
是交流电流幅值，ω是交流电流角频率，μ
AC
是磁芯中柱的等效磁导率，A
e
是磁芯等效面积，l
e
是磁芯等效磁路长度；1.2)依据双E型可变电感磁耦合分析结果，定义耦合指标：式中，N
DC
是控制绕组匝数，N
AC
是主绕组匝数，f
s
是工作频率，；耦合指标能够反映双E型可变电感的耦合程度，耦合指标越小，耦合程度越低；因此，依据耦合指标能够评价可变电感的耦合程度。3.根据权利要求2所述的基于耦合指标的双E型可变电感设计方法，其特征在于，在步骤2)中，设计主绕组匝数，包括以下步骤：2.1)选择合适的磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜贵平，吴铭涛，王雪毅，陈毓，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：