一种两级式高效率多路输出DC/DC变换器
发布时间：2020-12-14 09:32
随着航空事业的发展,机载设备对电源需求也越来越多。在现有机载电源架构基础上,提出一种两级式高效率多路输出DC/DC变换器以提高电源系统变换效率并减小体积重量。通过比较分析,采用前级多路输出半桥LLC谐振变换器加后级负载点(PoL)的两级式变换器来实现主电路拓扑。同时,根据某电源需求对变换器进行参数设计。最后,完成一台实验样机,实验结果表明,该变换器能有效工作,效率较高。
【文章来源】：电力电子技术. 2017年10期 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１分布式电源架构??Ｆｉｇ．?１?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??
第５１卷第１０期??２０１７年１０月??电力电子技术??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５１，?Ｎｏ．?１０??Ｏｃｔｏｂｅｒ?２０１７??压母线电压变换为低压母线电压（如２８?Ｖ），然后??再通过多个独立的Ｐ〇Ｌ变换器来实现负载供电，??如图２所示。这种方式仅需一个隔离变压器，后级??ＰｏＬ无需隔离，大大提高了功率密度。??二相丨??１１５?Ｖ??图２?ＤＣ／ＤＣ变换器＋Ｐ〇Ｌ并联架构??Ｆｉｇ．?２?ＤＣ／ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??然而注意到，后级负载复杂多样，有时并不能??直接共用１个地，多个ＰｏＬ之间还需隔离，且对于??不同ＰｏＬ，其效率最高点输入电压并不一致。??考虑到具体应用，可将ＤＣ／ＤＣ变换器设计成??１个ＤＣ／ＤＣ多路输出变换Ｉ其电路架构见图３。??这种架构兼顾了?ＤＣ／ＤＣ变换单元功率密度优化，??并将不同共地负载进行隔离，同时还可为不同ＰｏＬ??提供最优低压母线电压，进一步优化电源效率。??图３多路输出变换器＋ＰｏＬ并联架构??Ｆｉｇ．?３?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??３高效率多路输出ＤＣ／ＤＣ变换器的实现??常用高压直流多路输出变换器架构有双管正??激变换器、半桥变换器、全桥变换器等。双管正激??变换器具有电路结构简单、无需磁复位电路、开关??管应力较低等优点，但其占空比不能大于０．５，变??压器磁芯利用率较低，次级二极管的电压应力较??高。半桥变换器变压器为双向磁化，磁芯利用率较??高，开关管应力
方式仅需一个隔离变压器，后级??ＰｏＬ无需隔离，大大提高了功率密度。??二相丨??１１５?Ｖ??图２?ＤＣ／ＤＣ变换器＋Ｐ〇Ｌ并联架构??Ｆｉｇ．?２?ＤＣ／ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??然而注意到，后级负载复杂多样，有时并不能??直接共用１个地，多个ＰｏＬ之间还需隔离，且对于??不同ＰｏＬ，其效率最高点输入电压并不一致。??考虑到具体应用，可将ＤＣ／ＤＣ变换器设计成??１个ＤＣ／ＤＣ多路输出变换Ｉ其电路架构见图３。??这种架构兼顾了?ＤＣ／ＤＣ变换单元功率密度优化，??并将不同共地负载进行隔离，同时还可为不同ＰｏＬ??提供最优低压母线电压，进一步优化电源效率。??图３多路输出变换器＋ＰｏＬ并联架构??Ｆｉｇ．?３?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??３高效率多路输出ＤＣ／ＤＣ变换器的实现??常用高压直流多路输出变换器架构有双管正??激变换器、半桥变换器、全桥变换器等。双管正激??变换器具有电路结构简单、无需磁复位电路、开关??管应力较低等优点，但其占空比不能大于０．５，变??压器磁芯利用率较低，次级二极管的电压应力较??高。半桥变换器变压器为双向磁化，磁芯利用率较??高，开关管应力较低；但其可能存在变压器偏磁，??需在初级串一隔直电容，且开关管为硬开关，变换??器效率较低。全桥变换器开关管电压应力低，且可??在不增加任何辅助电路的基础上，利用开关管自??身结电容和变压器漏感即可实现开关的零电压开??关（ＺＶＳ）；但其轻载时开关管难以实现ＺＶＳ，整流??
【参考文献】：
期刊论文
[1]输入串联输出准并联的多路输出变换器[J]. 任小永,张强,庞振进,陈乾宏,阮新波. 中国电机工程学报. 2016(13)
[2]半桥LLC谐振变换器的参数优化设计[J]. 胡先东,高俊宁,葛立峰. 电力电子技术. 2013(07)
[3]一种雷达阵面T/R供电模块的研究与实践[J]. 蒋华,陈善华. 现代雷达. 2012(07)
[4]适于航空高压直流供电的1kW LLC全桥变换器[J]. 张超,管松敏,陈乾宏. 电力电子技术. 2011(06)
硕士论文
[1]LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 管松敏.南京航空航天大学 2012
[2]航空用多路输出模块电源的研究[D]. 李明秋.南京航空航天大学 2008
本文编号：2916208
【文章来源】：电力电子技术. 2017年10期 北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图１分布式电源架构??Ｆｉｇ．?１?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??
第５１卷第１０期??２０１７年１０月??电力电子技术??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５１，?Ｎｏ．?１０??Ｏｃｔｏｂｅｒ?２０１７??压母线电压变换为低压母线电压（如２８?Ｖ），然后??再通过多个独立的Ｐ〇Ｌ变换器来实现负载供电，??如图２所示。这种方式仅需一个隔离变压器，后级??ＰｏＬ无需隔离，大大提高了功率密度。??二相丨??１１５?Ｖ??图２?ＤＣ／ＤＣ变换器＋Ｐ〇Ｌ并联架构??Ｆｉｇ．?２?ＤＣ／ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??然而注意到，后级负载复杂多样，有时并不能??直接共用１个地，多个ＰｏＬ之间还需隔离，且对于??不同ＰｏＬ，其效率最高点输入电压并不一致。??考虑到具体应用，可将ＤＣ／ＤＣ变换器设计成??１个ＤＣ／ＤＣ多路输出变换Ｉ其电路架构见图３。??这种架构兼顾了?ＤＣ／ＤＣ变换单元功率密度优化，??并将不同共地负载进行隔离，同时还可为不同ＰｏＬ??提供最优低压母线电压，进一步优化电源效率。??图３多路输出变换器＋ＰｏＬ并联架构??Ｆｉｇ．?３?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??３高效率多路输出ＤＣ／ＤＣ变换器的实现??常用高压直流多路输出变换器架构有双管正??激变换器、半桥变换器、全桥变换器等。双管正激??变换器具有电路结构简单、无需磁复位电路、开关??管应力较低等优点，但其占空比不能大于０．５，变??压器磁芯利用率较低，次级二极管的电压应力较??高。半桥变换器变压器为双向磁化，磁芯利用率较??高，开关管应力
方式仅需一个隔离变压器，后级??ＰｏＬ无需隔离，大大提高了功率密度。??二相丨??１１５?Ｖ??图２?ＤＣ／ＤＣ变换器＋Ｐ〇Ｌ并联架构??Ｆｉｇ．?２?ＤＣ／ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??然而注意到，后级负载复杂多样，有时并不能??直接共用１个地，多个ＰｏＬ之间还需隔离，且对于??不同ＰｏＬ，其效率最高点输入电压并不一致。??考虑到具体应用，可将ＤＣ／ＤＣ变换器设计成??１个ＤＣ／ＤＣ多路输出变换Ｉ其电路架构见图３。??这种架构兼顾了?ＤＣ／ＤＣ变换单元功率密度优化，??并将不同共地负载进行隔离，同时还可为不同ＰｏＬ??提供最优低压母线电压，进一步优化电源效率。??图３多路输出变换器＋ＰｏＬ并联架构??Ｆｉｇ．?３?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｐｌｕｓ?ＰｏＬ?ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??３高效率多路输出ＤＣ／ＤＣ变换器的实现??常用高压直流多路输出变换器架构有双管正??激变换器、半桥变换器、全桥变换器等。双管正激??变换器具有电路结构简单、无需磁复位电路、开关??管应力较低等优点，但其占空比不能大于０．５，变??压器磁芯利用率较低，次级二极管的电压应力较??高。半桥变换器变压器为双向磁化，磁芯利用率较??高，开关管应力较低；但其可能存在变压器偏磁，??需在初级串一隔直电容，且开关管为硬开关，变换??器效率较低。全桥变换器开关管电压应力低，且可??在不增加任何辅助电路的基础上，利用开关管自??身结电容和变压器漏感即可实现开关的零电压开??关（ＺＶＳ）；但其轻载时开关管难以实现ＺＶＳ，整流??
【参考文献】：
期刊论文
[1]输入串联输出准并联的多路输出变换器[J]. 任小永,张强,庞振进,陈乾宏,阮新波. 中国电机工程学报. 2016(13)
[2]半桥LLC谐振变换器的参数优化设计[J]. 胡先东,高俊宁,葛立峰. 电力电子技术. 2013(07)
[3]一种雷达阵面T/R供电模块的研究与实践[J]. 蒋华,陈善华. 现代雷达. 2012(07)
[4]适于航空高压直流供电的1kW LLC全桥变换器[J]. 张超,管松敏,陈乾宏. 电力电子技术. 2011(06)
硕士论文
[1]LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 管松敏.南京航空航天大学 2012
[2]航空用多路输出模块电源的研究[D]. 李明秋.南京航空航天大学 2008
本文编号：2916208
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2916208.html
