电流源型全谐振高频高效率DC/DC变换方法研究

发布时间：2021-10-15 03:28

　　电能从电网到信息系统中的各种芯片负载和设备,需要完成从高压到低压的转换。而从较高的直流母线给信息系统中各种低压的数字和模拟负载供电,业界广泛采用可靠、灵活、可扩展性强的中间母线供电架构。这一架构包含两级功率变换,前级的中间母线变换器将48V或者24V变换成12V左右的中间电压母线并实现电气隔离,后级的负载点变换器将中间电压母线变换成负载所需要的电压。在该架构中,提高前级母线变换器的效率和功率密度对实现应用系统中相关设备的轻量化、小型化十分关键。本文以中间母线变换架构中的母线变换器为研究对象,针对适用于小功率DC/DC应用的高频单管全谐振软开关拓扑及其控制策略进行了深入研究和探讨,主要包含以下内容:针对现有隔离型谐振软开关拓扑方案复杂的问题,首先揭示了现有电压源输入型软开关谐振腔的内在限制,由此提出了电流源输入型和电流源输出型单管全谐振单元以突破这一限制。在此基础上推演出系列单管电流源型全谐振正激电路拓扑族。所提出的单管谐振正激拓扑能实现零电压零电流全软开关（Zero-Voltage and Zero-Current Switching,ZVZCS）特性,且占空比和工作频率固定,能始终工... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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图１．?１集中式供电架构结构图??

第１章绪论??１．２．１集中式供电架构??集中式供电架构（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?ｐｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ，?ＣＰＳ）如图１．１所不，系统中采用一个变??换器直接给多路不同的负载供电［４＂８］。具体而言，该供电架构有如下两个特点：一是系统??只有一个固定位置的电源；二是电源具有多路输出。２０世纪６０年代，最初的通信系统在??从机电继电器向半导体开关的转变中，即采用在系统中增加ＤＣ／ＤＣ变换器直接从－４８Ｖ??产生＋５Ｖ和±１２Ｖ给多路负载供电的方式。通常系统中的电源部分都集中设置在机柜的??底部，包括前端整流器、备用电池和一个ＤＣ／ＤＣ变换器。由于负载分布在系统的不同位??置，系统还需要笨重、昂贵的金属母排来进行配电［４，５】。随着数字处理系统的不断发展，??系统中需要的电压电平数越来越多，且电平值越来越低、电流越来越大，集中式供电架??构已不能满足数字处理系统的性能要求。??交流输入??负载１??—?ＡＣ?／?ＤＣ??负载２??Ｗ?负载３??图１．?１集中式供电架构结构图??集中式供电架构在有一定规模的通信系统和工业配电系统中已被淘汰，有如下几点??原因：定制化的集中式电源设计周期长

■Ｈ?ＤＣ／ＤＣ?ｈ?负载??母线｜｜｜§??图１．２传统分布式供电架构结构图??分布式供电架构解决了一些新的供电需求，如大功率、低电压的输出，特定的上电??时序，更高的灵活性、可升级特性，更高的可靠性、更低的维护成本、可热插拔等。但??是，当系统中的电压电平数超过最初的４至５个时，系统需要的隔离ＤＣ／ＤＣ模块过多，??而隔离ＤＣ／ＤＣ模块中的元件数量多，提高了系统成本。??１．２．３中间母线供电架构??随着数字处理系统的不断升级换代，为了追求系统的高性能或者更高的性价比，如??今的数字设备都会采用各种各样的集成电路芯片，因此系统需要为不同的负载提供不同??的供电电压，同时系统所需求的功率也不断提高［４￣７，１６，１７］。当系统在〇．５乂？３．３￥之间的低??电压电平数变得越来越多


本文编号：3437341