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基于副边控制的低压大电流隔离DC/DC模声电泊的研究

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第一章 绪论

1.1 DC/DC模块电源简介

1.1.1 DC/DC模块电源的发展与应用

1.1.2 隔离DC/DC模块电源的特点

1.2 隔离DC/DC模块电源的控制方案

1.3 基于副边控制隔离DC/DC模块电源的工业界现状

1.3.1 芯片供应商提供的解决方案

1.3.2 模块电源供应商推出的副边控制隔离DC/DC模块

1.4 课题研究内容和意义

1.4.1 本文的主要研究内容

1.4.2 本文的研究意义

第二章 基于副边控制的低压大电流隔离DC/DC变换器的功率设计

2.1 基于副边控制的低压大电流隔离DC/DC变换器的拓扑选择

2.1.1 有源箝位正激变换器

2.1.2 拓扑的确定

2.2 半桥交换器的工作原理

2.3 半桥变换器的设计

2.3.1 开关频率

2.3.2 输出滤波电感的设计与损耗计算

2.3.3 功率变压器的设计与损耗分析

2.3.4 原边主开关管S1、S2的损耗分析

2.3.5 副边同步整流管SR1、SR2的损耗分析

2.3.6 半桥电容

2.3.7 输出滤波电容

2.3.8 其它损耗

2.3.9 效率估算

2.4 本章小结

第三章 副边控制电路设计

3.1 引言

3.2 偏置电源

3.2.1 原边控制偏置电源

3.2.2 副边控制偏置电源

3.2.3 副边控制偏置电源的实现

3.3 副边控制电路

3.3.1 PWM闭环调制电路

3.3.2 功能管理单元

3.3.3 驱动电路

3.3.4 电流检测

3.3.5 具有前馈功能的锯齿波产生电路

3.4 闭环参数设计

3.5 本章小结

第四章 样机制作与实验结果

4.1 引言

4.2 实验结果

4.2.1 实验样机

4.2.2 效率

4.2.3 主要波形图

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者简历

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摘要

分布式电源系统的发展对模块电源提出越来越高的要求。DC/DC模块电源的发展趋势是高效率、高功率密度、低电压、大电流、快速动态响应和高可靠性。由于隔离反馈回路的限制,传统的原边控制模块在快速动态响应、高可靠性等方面难以满足要求。副边控制技术将控制器置于模块电源的副边,最大程度上减少了闭环延时,消除了光耦等不可靠器件,具有优良的动态响应、更高的可靠性。
   本文针对低压、大电流、要求快速动态响应等的应用场合,提出半桥变换器是基于副边控制的优选拓扑,并对半桥电路工作模式进行了详细的分析,对功率电路进行了理论设计、损耗分析与效率估算。与成熟的原边控制电路相比,副边控制技术的控制电路在偏置电源的建立以及过流保护、电压前馈等功能电路等方面面临新的挑战。本文讨论并设计了一款简单实用的偏置电源电路,分别介绍了PWM调制电路、功能管理单元以及原、副边功率MOSFET驱动电路,对输出电感电流检测、输入电压前馈等具体问题提出了很好的解决方案,还对闭环电路进行了分析、设计和仿真,最后制作了样机并给出了实验结果,验证了基于副边控制的低压大电流变换器的设计。

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