1几种磁集成倍流整流拓扑的比较
图1给出了到目前为止的几种适于低压大电流电压调整模块(VRM)拓扑的IM-CDR拓扑结构。
(a)分立磁性元件的倍流整流(b)PengC提出的IM-CDR[1](c)ChenWei提出的IM-CDR
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(d)(c)中的中间柱气隙可不加(e)XuPeng提出的IM-CDR[3](f)SunJian提出的改进型IM-CDR
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图1IM-CDR电路结构
图1(a)所示的是采用分立元件构成的CDR电路，它一共需要3个分立的磁性元件，分别是输出滤波电感L1和L2，以及变压器。结果导致变流器体积和重量过大。同时，它的大电流连接端子也较多，这必然增加副边的导通损耗。
为了避免上述这种传统CDR拓扑结构的不足，PengC提出了一种IM-CDR电路拓扑，如图1(b)所示。它将以往的CDR整流电路中的3个分立磁性元件(输出滤波电感和变压器)集中绕制在同一副磁芯中，结果大大地减小了变流器的体积和重量，但是，由于它副边仍然有较多的绕组数和连接端子，使得这种CDR拓扑的应用受到了限制。
图1(c)是由Chen Wei提出的CDR拓扑结构[2]。它是将图1(b)中的变压器副边绕组分解，分别绕在磁芯的两个外磁柱上。结果使得拓扑副边的结构变得简单，连接端子也相对减少。这种CDR拓扑结构非常适合大电流变流器的应用场合，因为它含有较少的连接端子和绕组数。且由于它的中心磁柱上有气隙存在，原边的激磁电感Lm就会减小，在输出轻载时能够实现主开关的ZVS[2]。但气隙不能开得太大，如果太大Lm就会很小，导致变压器原边的激磁电流的增大，从而增大原边的导通损耗。
图1(d)中给出的是中心柱不开气隙的情况，此时变压器原边激磁电感Lm较大，原边绕组中的激磁电流较小，因此，原边的导通损耗也较小。在这种IM-CDR拓扑中，由于原副边绕组是分别绕在三个磁柱上的，所以，原副边绕组间的耦合较差，导致变压器原边漏感较大，降低了变流器的性能。此外，这种中间没有气隙两边开气隙的IM-CDR拓扑，其磁芯的生产比较困难。普通的EE或EI磁芯的两个外磁柱上都没有气隙，要应用于图1(d)中的IM-CDR拓扑，就必须在外磁柱上加气隙，结果使得它的实现比较困难。
Xu Peng提出了如图1(e)所示的IM-CDR电路拓扑。它是将图1(d)中的变压器原边绕组拆分，并分别绕制到磁芯的两个外磁柱上，这样原副边绕组就会形成较好的耦合。并只是在中心的磁柱加气隙，两个外磁柱上不加气隙。改进的IM-CDR不仅减小了变压器原边漏感，提高变流器性能，而且这种磁芯结构也更加便于生产，普通的EE和EI磁芯就可以满足要求，还有利于减小磁芯损耗和提高效率。但它的原边存在两组绕组，结构要比图1(c)及图1(d)中的拓扑复杂。
在上面提出的这些IM-CDR拓扑中都存在同一个问题，就是它们的输出滤波电感值受到了限制，所以，存在相对较大的输出电流/电压纹波。因此，Sun Jian提出了如图1(f)所示的电路。从结构上与图1(e)相比较，只是在中心的磁柱上加了一组绕组，并串在了输出端，这就相当于在输出端多加了一个滤波电感，从而减小了输出电流和电压纹波。但这种结构拓扑并不适合低压大电流场合。
综上所述，图1(c)所示的IM-CDR拓扑是最简单的，在对输出电流/电压纹波要求不是很高的大电流变流器中，它是最合适的。虽然变压器的原边存在相对较大的漏感，但折衷考虑，它还是最优的选择。而且在负载电流较大的情况下，变压器漏感可用来实现副边同步[size=14.399999618530273px]整流管的自驱动。
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