基于同步整流技术的有源钳位正激变换器的研究

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随着超大规模集成电路的快速发展,计算机、通信系统的供电电源也有了新的发展趋势:输出电压越来越低,输出电流越来越大,同时功率密度也不断提升。因此,低电压、大电流输出、高功率密度的DC/DC电源的研究在最近几年受到广泛的关注。
　　正激变换器由于其电路结构简单,输出纹波电压小等特点,在中小功率应用场合扮演着非常重要的角色。本文通过采用有源钳位复位技术,克服了传统单端正激变换器中磁芯工作在第一象限,磁芯利用率不高的缺点。利用有源钳位复位技术还降低了开关管的电压应力,并且能将励磁电感和漏感中的能量循环利用,提高了变换器的效率。同时,在低压大电流输出的应用中,由肖特基二极管正向压降产生的损耗占总损耗比例越来越大,限制了效率的提高,本文通过采用同步整流技术有效的解决了这个问题。
　　文中首先分析了传统单端正激变换器的工作原理,根据正激变换器的特点对常用的几种复位方式进行了分析。然后深入分析了有源钳位复位的正激变换器的工作过程。其中包括主开关管实现零电压开通的条件,漏感延迟的影响,钳位电路对励磁电感和漏感中能量循环利用。再结合实际应用中的两种钳位方式进行了详细的对比。
　　其次,为了提高效率,文中对同步整流技术做了相关研究。分析了常用的电压型和电流型同步整流驱动方式,考虑到有源钳位复位技术的特点和本课题的输入输出电压范围,文中采用变压器绕组自驱动同步整流方式。另外,为了减小电源体积,满足工业标准半砖结构,采用了平面变压器取代传统的变压器,有效的提高了电源功率密度。
　　最后,详细介绍了电路的设计过程,制作实验样机并完成测试。最大效率达到88％,功率密度达36.53W/in,纹波电压小于50 mV,满足设计要求。

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作者
贺东;
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作者单位

电子科技大学;

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授予单位电子科技大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名王京梅;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类电子整流器;
关键词
有源钳位; 正激变换器; 同步整流技术; 平面变压器; 能量循环;

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