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摘要:文章介绍了一款有源箝位同步整流正激变换器的设计,并进行了实验验证。结果表明,该变换器可以很好地实现主开关管的ZVS开通,满载效率可达90%。
关键字:模块电源;有源箝位;同步整流;ZVS开关
1. 引言
目前,模块电源已广泛用于航空航天、汽车船舶、军工兵器、通信等各个领域,尤其是在高可靠和高技术领域发挥着不可替代的作用。新一代DC-DC电源模块具有更薄厚度、更小面积、更高效率及更大功率密度等特性。为缩小开关变换器的体积,提高其功率密度,并改善动态响应,小功率DC-DC变换器开关频率将由现在的200~500kHz提高到1MHz以上,但高频化又会产生新的问题,如:开关损耗以及无源元件的损耗增大,高频寄生参数以及高频EMI的问题等。
2. 有源箝位正激变换器设计
2.1 实现ZVS的条件
有源箝位正激电路原理图如图1所示,可以利用原边主功率管的寄生电容与变压器激磁电感的谐振来让主功率管零电压开通。
2.2 平面变压器设计
有源箝位正激变换器最大的特点就是其变压器磁芯可以实现双向磁化,克服了传统正激变换器变压器铁心利用率低的缺点。为了使模块电源具有高功率密度、高效率,且体积更小、重量更轻,设计时采用平面磁芯。平面磁芯相比于传统磁芯最大的优点就是体积小、磁芯利用率更高、电流密度更大。
2.3 关键器件损耗分析
有源箝位正激变换器实现了主管ZVS开通,所以开通损耗可以忽略,则主要体现在关断损耗和导通损耗。
3. 实验结果
在实验室完成了一台24~42V输入、9V/200w输出的模块电源,工作频率300KHz,并进行了实验验证,给出了实验结果。
4. 結论
针对有源箝位正激变换器设计了一款24~42V输入、9V/200w输出的模块电源,介绍了模块电源的设计过程。通过实验验证,模块电源效率可达90%,说明有源箝位软开关技术减小了开关管的损耗。同时,同步整流技术又大大降低了导通损耗,进一步提高了模块电源的效率。
关键字:模块电源;有源箝位;同步整流;ZVS开关
1. 引言
目前,模块电源已广泛用于航空航天、汽车船舶、军工兵器、通信等各个领域,尤其是在高可靠和高技术领域发挥着不可替代的作用。新一代DC-DC电源模块具有更薄厚度、更小面积、更高效率及更大功率密度等特性。为缩小开关变换器的体积,提高其功率密度,并改善动态响应,小功率DC-DC变换器开关频率将由现在的200~500kHz提高到1MHz以上,但高频化又会产生新的问题,如:开关损耗以及无源元件的损耗增大,高频寄生参数以及高频EMI的问题等。
2. 有源箝位正激变换器设计
2.1 实现ZVS的条件
有源箝位正激电路原理图如图1所示,可以利用原边主功率管的寄生电容与变压器激磁电感的谐振来让主功率管零电压开通。
2.2 平面变压器设计
有源箝位正激变换器最大的特点就是其变压器磁芯可以实现双向磁化,克服了传统正激变换器变压器铁心利用率低的缺点。为了使模块电源具有高功率密度、高效率,且体积更小、重量更轻,设计时采用平面磁芯。平面磁芯相比于传统磁芯最大的优点就是体积小、磁芯利用率更高、电流密度更大。
2.3 关键器件损耗分析
有源箝位正激变换器实现了主管ZVS开通,所以开通损耗可以忽略,则主要体现在关断损耗和导通损耗。
3. 实验结果
在实验室完成了一台24~42V输入、9V/200w输出的模块电源,工作频率300KHz,并进行了实验验证,给出了实验结果。
4. 結论
针对有源箝位正激变换器设计了一款24~42V输入、9V/200w输出的模块电源,介绍了模块电源的设计过程。通过实验验证,模块电源效率可达90%,说明有源箝位软开关技术减小了开关管的损耗。同时,同步整流技术又大大降低了导通损耗,进一步提高了模块电源的效率。