The Numerical Simulation Study of the DC Compensated Choke for the DC/DC Buck Converter

Adam RUSZCZYK
2015 Przeglad Elektrotechniczny  
The paper presents the structure of an output filter used for a DC/DC buck converter. The problem with an output filter in the DC/DC converters is that the L inductor works with a high DC bias current for standard solutions and thus causes a significant increase in the core crosssection and a total weight of the choke. The proposed solution bases on a choke structure with split coils that creates opposed fluxes in the core and, as a result, cancels their DC component. This, in turn, allows to
more » ... n turn, allows to build a choke with a better utilized and lighter core. The proposed solution of the DC compensated choke is shown in the circuit simulation of the DC/DC buck converter and FEM simulations of the choke model. All results have been confirmed in laboratory experiments. Streszczenie. Artykuł przedstawia strukturę filtra wyjściowego użytego w przekształtniku DC/DC obniżającym napięcie typu "buck converter". Głównym problemem występującym w filtrach dla przekształtników DC/DC jest to, że w typowych rozwiązaniach indukcyjność L pracuje z dużym prądem podmagnesowania DC. Jest to bezpośrednim powodem znacznego zwiększenia przekroju poprzecznego rdzenia i całkowitej wagi dławika L. Zaproponowane rozwiązanie bazuje na strukturze dławika z rozdzielonym uzwojeniem, które tworzy w rdzeniu strumienie przeciwne, a w rezultacie powoduje wzajemne kasowanie ich składowych stałych DC. To, z kolei, pozwala na stworzenie dławika, który posiada lżejszy, lepiej wykorzystany rdzeń magnetyczny. Działanie zaproponowanego dławika ze skompensowaną składową stałą DC jest przedstawione w symulacjach obwodowych przekształtnika DC/DC obniżającego napięcie typu "buck converter" oraz symulacjach polowych FEM modelu dławika L. Wyniki symulacji zostały potwierdzone badaniami laboratoryjnymi. Badania symulacyjne dławika ze skompensowaną składową DC do przekształtnika DC/DC typu buck converter.
doi:10.15199/48.2015.04.07 fatcat:2ttopat34rerzcjqxpi5ohisva