适用于DC-DC模块电源的IM-FAC变换器
2023-04-20

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求模块电源实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次模块电源,功率密度有较大幅度的提高。

红古区模块化电源已成为电力电子技术的一个重要研究方向,并因其可靠性高、冗余性强、易于扩展而得到广泛应用。DC-DC模块电源因其广泛的应用占据了模块电源的主要市场。对于采用高频软开关技术的模块化电源,制约其功率密度和性能进一步提高的重要因素之一是磁性元件,而磁集成技术由于具有减小磁体体积和重量、降低磁体损耗、减小输出电流脉动、改善输出动态性能等优点,已成为电力电子技术的研究热点之一。本文研究了磁集成技术在DC-DC模块电源中广泛应用的有源箝位正激变换器中的应用,以减小输出电流脉动,提高变换器的整体性能。论文首先介绍了模块电源及一些关键技术,指出磁集成技术在模块电源中的应用可以进一步提高其性能,提出了有效磁通耦合的思想,得到了IM-FAC变换器。详细分析了变换器的工作原理,讨论了磁集成技术对电流脉动和变换器效率的影响。文中还讨论了峰值电流控制IM-FAC变换器的闭环参数设计。提出了互感电感的等效方法,根据电感等值和峰值电流控制型FAC变换器的小信号模型,完成了互感-FAC变换器的小信号分析和补偿器设计。**,完成了36V-72V输入、5.0 V/20A输出的IM-FAC转换器和DM-FAC转换器的参数设计、硬件设计和实验。实验结果充分证明了磁集成技术可以提高FAC变换器的整体性能。本文将磁集成的思想推广到双管正激变换器,并作了基本分析。