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输出低压大电流DC/DC变换器在通信应用方面是一个必然的趋势,高效率、高功率密度和高可靠性更是关键的指标。软开关技术的应用可以降低DC/DC变换器的开关损耗,提高变换器的效率,为DC/DC变换器的高频化提供可靠性,从而大大减小变换器的体积,提高了功率密度和动态性能。同步整流技术也是为了减小DC/DC变换器的损耗而应运而生的。通过控制开关管的关断和开通,可以使变换器在变压器复位到零的时候,减小整流电路部分的损耗。本文的研究内容主要包括以下几个方面:
(1)以目前技术较为先进的1/4砖DC/DC变换器为研究对象,结合适用于输出低压大电流的电路拓扑,通过对软开关技术中死区时间的优化控制,实现变换器效率的提高;
(2)对同步整流技术进行研究并对其驱动控制电路进行优化,进一步实现变换器效率的提高;
(3)在高效率的基础上,对该敞开式1/4砖DC/DC变换器进行了电磁兼容性能优化。通过参数优化,布局、布线优化等措施减小和抑制模块的EMI发射。在提高转换器的效率的同时使其具有较好EMC性能和动态性能。
原边有源钳位加上自驱动同步整流电路是现在高功率密度DC/DC变换器的首选电路拓扑。原边有源钳位电路可以使开关管工作在ZVS状态有利于提高整机效率和可靠性;同步整流电路采用电荷保持技术,进一步提高DC/DC变换器的效率指标。在一个输入电压范围36-75V,输出电流30A,电压1.2V的样机上做了实验,效率可以达到90%以上,并且电磁兼容指标达到EN55022ClassB测试标准。此系列DC/DC变换器已经投入大批量生产。