基于同步整流技术的低压/大电流输出直直变换器的研究

摘要

该文针对低压/大电流输出的小功率DC/DC变换器,围绕着变换器的效率问题,分析了同步整流的原理和特点,重点阐述了自驱动同步整流在低功率场合的优势,在分析比较了多种与自驱动同步整流相结合使用的电路拓扑后,指出常规的自驱动同步整流方案限制了与之结合使用的电路拓扑的范围这一局限性,从而给出了一种新颖的单绕组自驱动同步整流方案.该文对变压器绕组的绕制工艺进行了介绍和比较.文中在给出了结合单绕组自驱动方案的对称半桥变换器稳态原理分析、同步整流管损耗分析暨选择原则、同步整流管相关电路的布局设计后,建立了对称半桥变换器的小信号数学模型,分析了电源系统时域性能指标与频域特性之间的联系,在此基础上完成了系统的设计.并进行了必要的仿真.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1背景知识介绍

1.2低压/大电流输出DC/DC变换器关键技术分析

1.2.1整流器件

1.2.2动态响应

1.2.3高总线输入电压

1.3本文研究内容

第二章 同步整流原理及自驱动同步整流方案选择

2.1同步整流基本原理分析

2.1.1整流对效率的影响

2.1.2同步整流提法的由来

2.1.3同步整流管的简介

2.1.4典型的同步整流电路及其工作过程

2.1.5同步整流对驱动信号的要求及其驱动电路的选择

2.1.6同步整流管对提高效率的贡献

2.2自驱动同步整流方案的选择

2.2.1自驱动同步整流对变压器副边电压波形的要求

2.2.2两级变换器：前级非隔离式拓扑+后级SR对称拓扑

2.2.3互补控制半桥变换器

2.2.4有源箝位同步整流正激变换器

2.2.5一种新颖的单绕组自驱动同步整流方案

本章小结

第三章 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器

3.1单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器的稳态分析

3.1.1 SWSDSR对称半桥变换器的工作原理分析

3.1.2 SWSDSR对称半桥变换器稳态分析得到的几个有用结论

3.1.3 SWSDSR的应用拓扑分析

3.1.4 SWSDSR对称半桥变换器的关键参数设计

3.1.5变压器的绕组设计

3.2同步整流管优化选择及布局设计

3.2.1同步整流管损耗计算

3.2.2 SR管损耗与开关频率、并联数目的关系

3.2.3同步整流管的选择

3.2.4功率MOS器件的限制

3.2.5功率MOS并联及相关电路布局设计

3.3单绕组自驱动同步整流的特点小结

第四章 对称半桥变换器的小信号分析及电路仿真

4.1对称半桥变换器的小信号模型分析

4.1.1电流连续工作模式的对称半桥变换器的小信号等效电路

4.1.2对称半桥变换器闭环分析

4.2系统的时域性能指标与频域特性的联系

4.3系统的分析与设计

第五章 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器设计

5.1主要电路参数设计

5.1.1主电路参数设计

5.1.2控制电路的参数设计

5.2实验结果

5.3实验结果分析及变换器损耗分析

结束语

参考文献

致谢