所以有
N1≥(I1max+I2max)(15)
结合式(13),有
N2=N1(16)
根据上面得出的公式,选定L1的值(注:若要使输入电感电流为零纹波,则应选定L2的值),即可计算出实现零纹波所需的匝数和气隙值。
3 仿真结果
为了验证所得到的结果,用Pspice进行了Cuk电路(图1)的仿真,使输出电感电流为零纹波,参数如下:
Vi=60V,Vo=50V,fs=40kHz,P=100W。
为使输入电流纹波不致过大,取L1=200μH,采用EE55型磁芯,将两电感绕组分别绕在中柱和其中一个边柱上。由式(15)计算输入电感的匝数为19匝,再由式(14)算得气隙尺寸约为0.34mm,由式(16)得到输出电感的匝数为53匝,测得其电感约为814μH。根据以上参数,仿真波形如图5,图6所示。根据仿真结果计算输出电流的纹波系数约为1.3%。
图5 无耦合的电感电流波形
图6 输出电感电流纹波为零时的电流波形
仿真结果表明:利用推出的计算公式计算得到的数据进行仿真,可以实现某一端电感电流纹波近似为零。
4 结语
本文对耦合电感进行了分析和研究,通过耦合磁路的磁阻等效模型,给出了实现电流零纹波的耦合电感的计算公式,并通过仿真验证了计算公式的正确性。
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