雷 鸣， 张方华， 李寿清， 王金龙

(江苏省新能源发电与电能变换重点实验室， 南京航空航天大学， 南京 210016)

矩阵变压器在LLC直流变压器中的应用

雷 鸣， 张方华， 李寿清， 王金龙

(江苏省新能源发电与电能变换重点实验室， 南京航空航天大学， 南京 210016)

随着中转母线变换器的发展，其对于输出功率和功率密度的要求不断提高，然而传统变压器由于其漏感和绕组交流损耗等原因在高频时很难保证变换器的高效率，因此矩阵变压器的概念被提出。本文针对LLC直流变压器(LLC-DCX)，应用了矩阵变压器以减小变压器绕组阻抗和漏感，为减小变压器损耗，提出了基于效率优化的矩阵变压器设计方法。同时，本文针对矩阵变压器副边PCB绕组在低压大电流输出场合，通过优化绕组的布局方式，减少连接点损耗和高频下的漏感，实现效率优化的目标。最后，研制了一台1.4k WLLC-DCX原理样机，对理论论证和设计进行了验证。

LLC直流变压器； 矩阵变压器； 效率优化

1 引言

高效率、高功率密度是隔离型DC/DC 变换器的发展趋势。作为分布式电源系统的关键组件，中转母线变换器(IBC)起到了变压和隔离的作用，其功率密度和效率要求更高。

LLC谐振变换器为谐振式软开关电路，在全负载变化的范围内，可实现所有开关管的软开关，且输出没有滤波电感，减少了磁性元件的数量，方便了变换器的集成，变换器功率密度由此可得到提高。因此在功率密度和效率要求高的场合得到广泛应用[1-4]。

当LLC谐振变换器的开关频率固定且与谐振频率相等时，LLC谐振变换器的直流电压增益保持不变，可以等效为一个直流变压器，即LLC直流变压器(LLC-DCX)，其电路拓扑如图1所示。……