高频开关
通信业的迅速发展*大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。在程控交换机用的一次电源中,*统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率
开关电源作为电子系统的能源,已经广泛应用于民用、军用等领域。如今,岱岳区随着电子技术的发展和市场的需求,开关电源正朝着小型化、高频化和模块化的方向发展。电感、变压器等磁性元件作为开关电源的重要组成部分,由于体积庞大,严重限制了功率模块的小型化进程。因此,研究磁性元件的集成势在必行。本文以先进的无源集成技术低温共烧陶瓷(LTCC)为技术手段,开展嵌入式变压器磁介质基板的集成化磁集成设计,完成DC / DC开关电源模块小型化研究。
为了达到小型化DC/DC开关电源模块的目的,本论文首先以开关电源电路中经典的反激拓扑结构为例,岱岳区设计了一款开关频率为1MHz,输出功率为5W的DC/DC小功率开关电源,完成了其PCB电路调试板的制作,给出不同负载条件下的测试结果,同时探讨并提出了电源小型化的可行性方案。然后针对LTCC工艺特点,以变压器的耦合系数和漏感大小为研究重点,对磁集成内埋式变压器结构性能参数进行仿真优化设计,并提出了一种新型的内埋式变压器的磁集成介质基板结构,使其耦合系数k达到了0.93。同时对负载电流、绕组线圈电感值与磁芯饱和三者之间的关系在LTCC工艺设计中进行了深入探讨,并进行合理的折中选择,使LTCC小型化DC/DC开关电源模块性能达到较好效果,完成相关设计指标要求。 依照电源电路布线规则与内埋变压器参数的设计结果,按照LTCC加工流程制作了内埋变压器的LTCC磁介质基板,并利用回流焊技术实现顶层电路与磁介质基板的一体化封装,形成开关电源模块实物并测试了相关数据,证明了LTCC小型化DC/DC开关电源方案的可行性。**对全文进行总结,指出本论文研究的不足之处及为下一步的工作提出了建议。
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