电流源型全谐振高频高效率DC/DC变换方法(2)
2024-04-10

●设计简单。只需一个电源模块,配上少量分立元件,即可获得电源。●缩短开发周期。模块电源一般备有多种输入、输出选择。用户也可以重复迭加或交叉迭加,构成积木式组合电源,实现多路输入、输出,大大削减了样机开发时间。
●变更灵活。产品设计如需更改,只需转换或并联另一合适电源模块即可。
●技术要求低。模块电源一般配备标准化前端、高集成电源模块和其他元件,因此令电源设计更简单。
●模块电源外壳有集热沉、散热器和外壳三位一体的结构形式,实现了模块电源的*导冷却方式,使电源的温度值趋近于*小值。同时,又

从电网到信息系统的各种芯片负载和器件都需要完成从高压到低压的转换。兴安盟为了从高DC总线向信息系统中的低压数字和模拟负载供电,可靠、灵活和可扩展的中间总线电源体系结构被广泛应用于工业中。该架构包括两级功率变换,前一级的中间母线变换器将48V或24V变换为12V左右的中间母线并实现电气隔离,次级负载点变换器将中间电压母线变换为负载所需的电压。在这种架构中,为了实现应用系统中相关设备的轻量化和小型化,提高母线变换器的效率和功率密度是非常重要的。本文以中间总线型变换器结构中的总线型变换器为研究对象,针对小功率DC/DC应用,对高频单管全谐振软开关拓扑及其控制策略进行了深入的研究和探讨,主要内容如下:针对现有隔离谐振软开关拓扑复杂的问题,首先揭示了现有电压源输入软开关谐振腔的固有局限性,提出了电流源输入型和电流源输出型单管全谐振单元来突破在此基础上,推导出一系列单管电流源全谐振正激电路拓扑。通过使用具有固定占空比和工作频率的单管谐振正激拓扑,可以实现零电压和零电流开关(ZVZCS)特性,为低功率应用提供了一种高效的单管谐振拓扑方案。此外,提出了对单管全谐振单元进行组合和扩展的方法,推导出一族可以实现零电压开通和零电流关断的全谐振软开关拓扑,该族拓扑可以适应不同功率和电压等级的中间母线供电架构的应用要求。详细分析了该全谐振单元的电学特性和参数设计方法,并通过仿真和实验验证了该全谐振单元的可行性和有效性。基本的单管谐振正激变换器具有结构简单和ZVZCS全软开关的特点,但是利用开关管结的电容电压实现变压器磁复位的方式造成了开关管的高电压应力,因此更适合于低电压输入的应用,对于输入电压较高的场合,电路需要使用较高电压的器件。为了解决这一问题,本文研究了一种利用变压器箝位绕组和箝位二*管对开关两端电压进行箝位的无源箝位方法,提出了一种适用于降压应用的电流源输入副边箝位谐振正激变换器。该拓扑通过输出电压对开关两端的电压进行箝位,开关的电压应力小,且为了提高单管谐振电路的效率,消除高频振荡,降低峰值电压应力,本文提出了一种电流源输入的有源箝位谐振正激电路,这种拓扑利用一个辅助开关和一个箝位电容来箝位开关两端的电压。与无源箝位谐振正激变换器相比,ZVZCS电路具有更好的性能和更低的损耗。同时电路占空比大于0.5,电流有效值小,提高了满载效率。另一方面,利用箝位电容电压随控制参数灵活变化的特点,本文进一步提出了一种可变导通时间控制策略,通过改变不同负载下电路的导通时间,巧妙地解决了轻负载下全谐振DC/DC变换器中变压器铁心损耗比例过大的问题,大大提高了轻负载下的效率。**,实验结果表明,所提出的功率转换方法可以有效地提高电路在全负载范围内的效率。单管谐振正激电路的原边或副边开关的电压应力不能被很好地箝位,因此谐振腔中的电流应力不仅是单管谐振正激电路启动过程中的问题,也是常规谐振电路中的问题,还存在开关管的电压应力问题,这限制了*统软启动方法的应用。针对单管谐振正激变换器的启动,提出了一种恒流软启动方法