有源钳位同步整流正激变换器

有源钳位同步整流正激变换器

贺东[1]2014年在《基于同步整流技术的有源钳位正激变换器的研究》文中认为随着超大规模集成电路的快速发展,计算机、通信系统的供电电源也有了新的发展趋势:输出电压越来越低,输出电流越来越大,同时功率密度也不断提升。因此,低电压、大电流输出、高功率密度的DC/DC电源的研究在最近几年受到广泛的关注。正激变换器由于其电路结构简单,输出纹波电压小等特点,在中小功率应用场合扮演着非常重要的角色。本文通过采用有源钳位复位技术,克服了传统单端正激变换器中磁芯工作在第一象限,磁芯利用率不高的缺点。利用有源钳位复位技术还降低了开关管的电压应力,并且能将励磁电感和漏感中的能量循环利用,提高了变换器的效率。同时,在低压大电流输出的应用中,由肖特基二极管正向压降产生的损耗占总损耗比例越来越大,限制了效率的提高,本文通过采用同步整流技术有效的解决了这个问题。文中首先分析了传统单端正激变换器的工作原理,根据正激变换器的特点对常用的几种复位方式进行了分析。然后深入分析了有源钳位复位的正激变换器的工作过程。其中包括主开关管实现零电压开通的条件,漏感延迟的影响,钳位电路对励磁电感和漏感中能量循环利用。再结合实际应用中的两种钳位方式进行了详细的对比。其次,为了提高效率,文中对同步整流技术做了相关研究。分析了常用的电压型和电流型同步整流驱动方式,考虑到有源钳位复位技术的特点和本课题的输入输出电压范围,文中采用变压器绕组自驱动同步整流方式。另外,为了减小电源体积,满足工业标准半砖结构,采用了平面变压器取代传统的变压器,有效的提高了电源功率密度。最后,详细介绍了电路的设计过程,制作实验样机并完成测试。最大效率达到88%,功率密度达36.5W/in3,纹波电压小于50 mV,满足设计要求。

胡学青[2]2010年在《应用同步整流技术的有源钳位正激变换器的研究》文中认为介绍了同步整流和有源钳位正激变换器的特点,并对一种新颖的自驱式有源钳位同步整流正激变换器工作原理分析,认为:自驱式有源钳位同步整流正激变换器能将变压器副边电原主死区时间减至最小,实现无损磁复位并能减小开关损耗和整流损耗,提高电源效率,适用于低压大电流输出的开关电源中。

卢增艺[3]2003年在《一种高效多路低电压输出开关电源的研究》文中提出本文通过研究分析近年来多路输出开关电源辅助输出电压调节和提高效率的方案,面对开关电源朝着输出低电压大电流方向发展的趋势,提出多路输出开关电源新的拓扑优化组合模式——有源钳位正激变换器、同步整流技术、磁放大器。本文结合应用有源钳位正激变换器,对有源钳位正激变换器从电路的工作模式到小信号模型建立进行了深入的分析。磁放大器由于具有简单、高效等优点,在多路输出的辅助输出电压控制调节中得到广泛的应用。本文对磁放大器的特性和控制调节工作原理进行详细的分析。随着IC电路的工作电压不断降低,在开关电源中用同步整流管取代半导体二极管成为提高开关变换器效率的主要技术方案,同步整流技术是新一代开关电源主要的关键技术之一。已有的同步整流管驱动电路主要面对多路输出的主输出电路,而应用磁放大器调节的辅助输出电路同步整流管的驱动,现有的方法存在磁放大器调节与同步整流管驱动的失配,降低了开关电源的效率。本文提出了两种新型的驱动方案,实现驱动与磁放大器工作互补匹配工作,提高了开关电源的效率。最后通过实验样机验证了提出方案的理论分析和可行性。

江涛[4]2001年在《有源钳位同步整流正激变换器》文中研究说明本论文介绍了应用同步整流技术的有源钳位正激变换器。同步整流减小了低压大电流电源输出整流的功率损失。有源钳位正激变换器在主开关关断期间的死区时间极小,十分适合应用同步整流技术。本文将其与其他拓扑形式的正激变换器比较,说明有源钳位同步整流正激变换器的优点。

刘军, 詹晓东, 严仰光[5]2002年在《适合低压大电流应用的DC/DC变换器的研究》文中研究说明针对低压 /大电流输出DC/DC模块电源 ,根据同步整流电路的要求 ,选择出适合与之结合使用的高效拓扑———有源钳位自驱动同步整流正激变换器 ,分析了其工作原理和关键参数设计 ,通过样机实验 ,验证了该拓扑的高效性。

胡学青[6]2010年在《低压大电流高频开关电源同步整流技术的研究》文中研究指明随着互联网技术、微电子技术和通信技术的快速发展,IC芯片和DSP(数字信号处理器)的普及应用,人们对稳压电源的要求越来越高。低输入电压可以提高高速处理系统的速度并减小用电设备的功率损耗。但是低电压输出和随之而来的大电流输出对开关电源来说,意味着效率提高的困难。目前普遍采用的方法是采用同步整流技术来降低整流损耗。如何优化电路拓扑,合理驱动同步整流管,努力提高低压大电流输出DC/DC变换器的效率成为当前电力电子技术领域研究的一个热点课题。本文着重对低压大电流输出的各种DC/DC变换器拓扑和同步整流技术进行了分析研究。最终得到的优选组合是SR(Synchronous Rectification)-有源钳位正激式变换器。本文的关键内容在于对SR-有源钳位正激式变换器进行了深入的研究,提出了一种简单的控制驱动方法。通过对电路元器件参数的计算和选择,设计出了实际电路,并通过Saber软件对主电路进行了仿真。

赵凤俭[7]2006年在《有源箝位正激变换器中薄膜型平面集成磁件的研究》文中进行了进一步梳理本文详细阐述了磁集成技术的概念和基本分析方法,归纳总结了薄膜磁件的成型技术的方法和特点,列举了应用实例。结合磁集成技术和薄膜磁件成型技术,对有源钳位正激变换器中的磁件进行了分析和研究,设计了应用于该变换器的集成磁件,将变换器中的变压器与滤波电感集成在一幅磁芯上;设计了该磁件的薄膜磁芯,实现磁件平面化。讨论了影响薄膜磁件损耗的各种因素。用开气隙的办法,解决了电感电流带来的直流磁通累加而产生的磁芯饱和现象。在主开管外并可调电容,以减小磁件寄生参数对变换器性能的影响,保证软开关功能的实现。通过正向耦合电感中的磁通,达到抑制输出电流脉动的目的;通过磁通在磁芯中柱的相互抵消作用,降低磁芯的磁通密度。从而减小了磁件总体积和重量,降低了磁件损耗,改善了变换器动态性能,提高了变换器的功率密度和效率。

邱力军, 杨威, 王荣, 王伊笑[8]2015年在《基于LM5026的有源钳位正激DC-DC变换器设计》文中研究表明介绍了有源钳位正激变换器的工作原理以及LM5026芯片的功能特点,并以一个设计实例讨论了变压器和电感在有源钳位DC-DC变换器中的设计。结果表明,在28V输入电压时,效率超过90%,负载调整率也在1%以内,且实现了主MOS管的软开通,验证了有源钳位正激变换器良好的负载调整率以及高效性。

高月波[9]2012年在《高频高效多路输出电源设计》文中认为本文以实现小功率DC/DC变换器的高频、高效为主题展开研究工作,以期有助于小功率DC/DC变换器的高功率密度化的进一步发展。首先,通过查阅大量的资料,对各种隔离型小功率DC/DC变换器电路拓扑的优缺点进行了分析与比较,确定了采用有源钳位正激变换器作为主电路拓扑,有源钳位电路采用低边钳位方式,并对其工作原理进行了详细的分析。其次,针对设计指标中高频高效的要求,采用了软开关、同步整流、平面变压器等多种技术提高电源效率和功率密度,并对采用的各项技术进行了详细的分析与研究。围绕PWM控制器UCC2891,详细分析了有源钳位正激变换器的具体设计步骤,并对功率电路和控制环路的各部分元件参数进行分析计算,完成了UCC2891外围电路的设计。同时还对功率级的各个元器件的损耗进行了计算,并对相关电路进行了优化设计。再次,在同步整流的方式上,讨论了多种同步整流的方法,首先选择并实现了电容耦合式驱动的同步整流方式,在进一步分析电源效率的基础上,采用了外加同步整流控制芯片NCP4303驱动的方案。在实现直流12V稳定输出的基础上,采用高效降压型LM2676系列开关稳压器对输出电压进行了二次变换,实现了3.3V、5V、12V多路输出的功能。最后,在理论分析和电路设计的基础上,针对电容耦合式驱动与外加同步整流控制芯片驱动两种同步整流实现方式,制作了两台高频开关电源样机,经优化改进后,样机的工作性能稳定,其输入电压范围为36Vdc~72Vdc,频率为450~500kHZ,最大输出功率为110W,最高效率为87.4%。实验数据和结果表明,电源的各项性能指标都达到了预期要求,验证了理论分析和设计思路的正确性。

陈亚娟[10]2004年在《一种有源钳位同步整流DC-DC变换器的研究》文中研究指明介绍了同步整流的工作原理,根据自驱动同步整流电路的要求,选择出适合与之结合使用的高效拓扑—有源钳位正激变换器,分析了其工作原理并对其作了详细的损耗分析,通过样机实验,验证了该拓扑的高效性。

参考文献:

[1]. 基于同步整流技术的有源钳位正激变换器的研究[D]. 贺东. 电子科技大学. 2014

[2]. 应用同步整流技术的有源钳位正激变换器的研究[J]. 胡学青. 宿州学院学报. 2010

[3]. 一种高效多路低电压输出开关电源的研究[D]. 卢增艺. 福州大学. 2003

[4]. 有源钳位同步整流正激变换器[D]. 江涛. 解放军信息工程大学. 2001

[5]. 适合低压大电流应用的DC/DC变换器的研究[J]. 刘军, 詹晓东, 严仰光. 电力电子技术. 2002

[6]. 低压大电流高频开关电源同步整流技术的研究[D]. 胡学青. 合肥工业大学. 2010

[7]. 有源箝位正激变换器中薄膜型平面集成磁件的研究[D]. 赵凤俭. 辽宁工程技术大学. 2006

[8]. 基于LM5026的有源钳位正激DC-DC变换器设计[J]. 邱力军, 杨威, 王荣, 王伊笑. 磁性材料及器件. 2015

[9]. 高频高效多路输出电源设计[D]. 高月波. 西安科技大学. 2012

[10]. 一种有源钳位同步整流DC-DC变换器的研究[J]. 陈亚娟. 淮阴工学院学报. 2004

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