同步整流电流驱动技术及其轻载性能的研究

摘要

该文对同步整流器的基本原理及优点进行了分析,并对各种驱动方式进行了详细的比较和分析.由分析知,电压驱动结构简单,但是应用范围受到一定限制,且存在一些自身不能克服的缺点,比如不同拓扑结构的电路需要设计不同的驱动方案、轻载效率低、不能直接并联等.电流驱动则不同,它不仅具有电压驱动结构简单的优点,而且可以适用于任意的拓扑结构,轻载效率高,可以直接并联运行,因而成为当今同步整流驱动方式研究的热点.电流驱动的同步整流技术可以分为以下三类:传统电流驱动、电流放大型电流驱动和能量复位型电流驱动.其中,能量复位型电流驱动性能最优.该文重点对能量复位型电流驱动方式的原理、工作过程进行了详细分析.在此基础上,对电流驱动正激同步整流器的不同工作模态进行了仿真,仿真结果表明电流驱动同步整流管可以像理想二极管一样自动地开通和关断.当同步整流器工作在轻载状态时,可以自动截止反向电流,强制其工作在电流不连续模态(DCM),消除了电路的环流损耗,提高了轻载效率.最后设计制作了一台能量复位型电流驱动反激同步整流器的原理样机.试验结果进一步验证了电流驱动可以成功地解决同步整流器轻载效率低等问题.

目录

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第一章绪论

1.1同步整流技术的研究目的

1．2同步整流技术对效率的贡献

1.3同步整流器的分类

1.3.1外驱动式同步整流器

1.3.2电压驱动式同步整流器

1.3.3电流驱动式同步整流器

1.4同步整流技术的研究方向

1.5本文研究内容

第二章电压驱动同步整流技术的分析

2.1 MOSFET模型及损耗分析

2.1.1 MOSFET的主要参数

2.1.2 MOSFET损耗分析

2.2电压驱动同步整流技术

2.2.1电压驱动对驱动信号的要求

2.2.2典型的电压驱动同步整流器

2.2.3电压驱动技术的优缺点

2.3本章小结

第三章同步整流电流驱动技术的分析与比较

3.1电流驱动技术的原理

3.2传统电流驱动

3.2.1工作原理

3.2.2性能分析

3.3电流放大型的电流驱动

3.3.1工作原理

3.3.2性能分析

3.4能量复位型电流驱动

3.4.1工作原理

3.4.2性能分析

3.5本章小结

第四章能量复位型电流驱动

4.1能量复位型电流驱动工作原理

4.2能量复位型电流驱动的工作模态及分析

4.2.1稳态分析

4.2.2瞬态分析

4.3能量复位型电流驱动损耗分析

4.4本章小结

第五章电流驱动对提高轻载效率的贡献

5.1同步整流器的轻载问题

5.2电压驱动提高轻载效率的原理

5.3电压驱动的实际控制电路

5.3.1恒频控制

5.3.2混合模式控制

5.4电流驱动对提高轻载效率的贡献

5.4.1电流驱动提高轻载效率的原理

5.4.2重载状态的电流驱动

5.4.3轻载状态的电流驱动

5.5本章小结

第六章实验设计和实验分析

6.1实验拓扑结构和工作模式的选择

6.1.1实验拓扑结构的选择

6.1.2工作模式的选择

6.2设计指标和原理图

6.3工作原理的分析

6.3.1工作模式的分析

6.3.2电流连续模式的分析

6.3.3电流断续模式的分析

6.4主变压器的设计

6.4.1磁芯结构的确定

6.4.2绕线规格的确定

6.5电流变压器的设计

6.6驱动芯片的选择

6.6.1 UC3842的结构原理

6.6.2 UC3842的外围电路的设计

6.7 MOSFET的选择

6.7.1主功率开关管的选择

6.7.2同步整流管的选择

6.8 MOSFET驱动电路的设计

6.9缓冲网络的设计

6.10输出滤波的设计

6.11仿真结果

6.12实验结果

6.13本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢