小功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究

摘要

电力电子系统集成技术作为电力电子技术发展的重要趋势在最近几年受到了广泛的关注.论文首先回顾了电力电子技术的发展现状,对电力电子系统集成中关于小功率DC/DC标准模块系统集成的拓扑优选的问题进行了研究和探讨.非隔离DC/DC小功率变流器中的关键问题主要瞬态响应和效率.针对这两个问题本文找出了用于改善瞬态响应的优选拓扑;提出了串联等效电压源法和变电感法两种概念,并衍生出一系列新的拓扑族来用作标准化模块的侯选拓扑.在隔离型小功率DC/DC变流器方面,通过对隔离型的拓扑进行全面的分类、综述和比较,本文提出了一些新的拓扑,并初步筛选了六种隔离型小功率电力电子DC/DC标准模块候选拓扑.在分析和比较多路输出拓扑的基础上,提出了两种新型的后级调整拓扑,并初步筛选了三种拓扑作为多路输出电力电子标准模块拓扑的候选拓扑.本文还对同步整流拓扑进行了全面的分类、综述和比较.在研究基础上,提出了如何构造电压型理想同步整流拓扑的方法并构造出六种理想拓扑用于不对称结构拓扑,提出了两种新型的对称结构电压型同步整流驱动方案和一种新型电流型同步整流驱动方案.

目录

文摘

英文文摘

资助

第一章绪论

第一节电力电子技术的发展及现状

第二节电力电子系统集成概况

第三节本文选题的意义及主要研究内容

参考文献

第二章非隔离型小功率DC/DC变流器标准拓扑的研究

第一节12V/5V/3.3V母线概述

第二节VRM的瞬态响应

2.2.1瞬态响应的模型

2.2.2电路参数设计考虑

2.2.3提高VRM瞬态的电路

第三节多相交错并联buck电路模型

2.3.1概述

2.3.2 Interleaving buck模型

2.3.3本节小结

第四节多相交错并联拓扑研究

2.4.1串联等效电压源法

2.4.2变电感法

2.4.3拓扑的比较与小结

第五节VRM中的均流技术和稳定性分析

2.5.1均流技术

2.5.2 VRM模块均流的Droop法分析

2.5.3加了均流环后模块的输出阻抗及稳定性分析

2.5.4本节小结

第六节本章小结

参考文献

第三章隔离型小功率DC/DC变流器标准拓扑的研究

第一节副边整流结构

3.1.1电流型整流电路结构

3.1.2电压型整流电路结构

3.1.3副边整流电压波形比较

3.1.4本节小结

第二节原边拓扑结构－正激拓扑

3.2.1按照复位方式进行分类的正激电路

第三节原边拓扑结构－半桥拓扑

3.3.1抑制半桥电路振荡的方案

3.3.2半桥电路中的软开关技术

3.3.3本节小结

第四节原边拓扑结构－谐振变流器

3.4.1 LC谐振变流器

3.4.2 LLC和LCC谐振变流器

3.4.3本节小结

第五节原边拓扑结构－反激拓扑

3.5.1按吸收电路分类的反激变流器

3.5.2反激电路中的软开关电路

3.5.3本节小结

第六节本章小结

参考文献

第四章多路输出变流器的研究

第一节多路输出调整技术概述

第二节半控法(Semi-Regulated法)

4.2.1常规的多路输出正激电路分析

4.2.2常规的多路输出的反激电路分析

4.2.3输出带耦合电感的多路输出正激电路分析

4.2.4输出带耦合电感多路输出正反激电路分析

4.2.5加权反馈控制的多路输出电路分析

4.2.6采用堆栈法(Stacked Method)多路输出电路的分析

第三节全控法(Full-Regulated法)

4.3.1非后级调整法

4.3.2后级调整法

4.3.3后级调整法设计实例

第四节本章小结

参考文献

第五章同步整流技术

第一节二极管与同步整流管的比较

第二节同步管驱动方案概述

5.2.1同步整流驱动方案的分类

5.2.2驱动波形讨论

第三节电压型同步驱动方案

5.3.1自驱动同步整流驱动方案1

5.3.1自驱动同步整流驱动方案2

5.3.2电压型自驱动方法中构造理想驱动方案的思路及方法

5.3.4混合驱动方案

5.3.5对称结构中的同步整流方案

第四节电流型同步驱动方案

第五节本章小结

参考文献

第六章结论与展望

附录[1]

附录[2]

附录[3]

附录[4]

附录[5]

附录：攻读博士学位期间发表的论文、专利以及承担的课题

致谢