一种星载高效率电源的样机研制

针对星载合成孔径雷达电源高效率抗辐射的需求,对适用于星载领域的各种电源拓朴结构进行了对比分析,提出一种同步整流正激变换器拓扑方案。该方案采用单管栅极电荷保持驱动拓扑,解决了变压器死区时间续流管驱动问题,并对电路原理以及抗辐射加固方法进行详细说明,给出电路组成、关键器件和参数计算方法。根据所提方案制作了一台输入50 V~70 V、输出5 V/6 A的样机。实验结果表明:该电源具有高效率和抗辐射的特点,验证了技术方案的准确性,可以满足星载电源的需求。

基于氮化镓的反激同步整流DC/DC变换器设计

给出了一种适合低轨商用航天的中小功率DC/DC变换器的设计方法。该方法采用了反激同步整流拓扑和表贴器件,可以覆盖常见的航天用中小功率单路及多路输出DC/DC变换器需求,具备低成本、高性能、高可靠、可批量化生产的优点。为了进一步提高转换效率和功率密度,还应用了氮化镓GaN(gallium nitride)功率开关。并且对不同工作条件下拓扑中主要功率器件的损耗进行了计算和对比分析。最后,以一款宽输入电压范围(23~47 V),输出5 V@30 W的电源变换器为例对所提方法进行了验证。

基于GaN的高效率、高功率密度ACF变换器的设计

高效高功率密度是减小开关电源尺寸的关键。有源箝位反激(ACF)变换器结构简单、可实现软开关控制,是中小功率隔离型DC/DC变换器提升高效高功率密度的主流解决方案。此处通过对ACF变换器工作原理及其软开关过程的详细分析,在优化设计参数的基础上,使初级开关管与箝位开关管采用集成门极驱动器与氮化镓(GaN)的功率IC,再结合次级同步整流(SR)技术及平面变压器设计方案,设计了一款155 V输入,28 V/150 W的电源模块,模块整体功率密度达8.7 W/cm3,峰值效率可以达到94.37%。测试结果验证了设计方案的高效率与高功率密度。

基于新型同步整流驱动方案的绿色电源

针对电力电子产品和电力电子装置趋于环保和节能的发展要求,分析和设计了一种新型的“绿色化”电源。主功率拓扑采用零电压变频控制的反激变流器;二次侧同步整流管采用一种新型的电流型驱动方案,从而使同步整流管驱动变得简单可靠。控制变流器在轻载情况进入“打嗝”模式以降低待机损耗。对电路工作原理进行详细的理论分析并给出了参数优化设计。制作了一台64W的实验室样机用来对理论分析进行验证。实验结果表明,设计出的样机具有高效率、低待机损耗和低传导辐射等优点,符合环保和节能的绿色电源的要求。

有源钳位正反激变流器的第三绕组与电流型混合同步整流驱动方案

提出一种适用于有源钳位正反激电路的新型同步整流混合驱动方案,其中整流同步管SR1采用电流型驱动,续流同步管SR2是由变压器第三绕组的电压型驱动。采用这种新型的混合驱动技术,传统的同步整流驱动技术引起的同步整流管的体二极管导通问题可以得到解决,变流器的效率得到了明显提高。对此新型混合驱动技术进行详细的理论分析,并且制作一台36~72V输入、1V/30A输出的250kHz直流–直流变流器实验室样机对理论分析加以实验验证。

断续电流模态隔离型高压开关电路

针对传统工频倍压整流电路在输出高压时带载能力差、升压变压器绕组匝数多以及体积大的问题,提出了一种高增益比升压开关电路。该电路工作于断续电流模态(discontinuous conduction mode,DCM),一个开关周期内有3个工作模态,通过将多个电容虚拟成一个电容以及结合稳态平均的分析方法,推导出该开关电路稳态输出电压与输入电压之比的增益特性。该电路继承了倍压电路和反激变换器各自优点,特别适合小体积、高变换比和小功率的高压应用场合。详细分析了该电路的工作过程,在此基础上,搭建了实验样机。实验结果验证了该电路分析的正确性。

用于电池组储能的双向DC-DC变换器研究

提出了一种非隔离式双向DC-DC变换器拓扑,该变换器拓扑以同步整流的半桥升降压电路为基础,加入电压电流双闭环控制实现锂电池组的充电和放电。详细分析了该DC-DC变换拓扑在充电、放电和并联供电模式下的工作原理。在Matlab/Simulink下建立了电路模型,并完成了系统实验,仿真和实验验证了该变换电路的可行性和可靠性。实验结果表明,该变换器电能转换效率能保持在95%以上。

一种PWM/PFM自动切换的同步整流DC-DC芯片的设计

设计了一种降压式PWM／PFM自动切换的同步整流DC—DC变换器芯片，对其结构原理进行了分析，并用0．5μmn阱CMOS工艺进行模拟验证。Hspice模拟结果表明在输出负载电流为1mA，输入电源电压为3．6V，温度为25C时，纹波电压为10mV，静态电流只有56．7μA，而待机工作模式下静态电流小于0．01μA，效率高达90％。体现其具有低功耗、低纹波、高效率的优点，且该变换器可工作在2～6V电源电压范围，可应用于各种便携式电子产品中。

电容钳位零电压开关同步整流反激变流器

为进一步提高反激变流器的效率,提出了一种新型同步整流输出的反激变流器及其控制方法。利用同步整流管的双向导通特性,通过在反激变流器一次侧开关管源漏极之间并联吸收电容,实现漏感能量的无损吸收,同时实现了一次侧开关管的零电压开通及零电压关断,降低反激变流器的开关损耗以及吸收电路损耗,并在整个负载范围内取得高的转换效率。据此制作了一台64W的样机,验证了方案的有效性。

同步整流反激变换器在FCCM模式下环流能量回馈技术研究

单端反激同步整流变换器工作于轻载状态时会产生反向环流,造成功率损耗,并且通常用于监测环流的零点检测电路结构复杂、控制难度大.为避免这些问题,本文采用了一种结构简单的新型同步整流电路,无需抑制反向环流,而是通过匹配谐振参数的方式使得同一周期内整流MOS第二次开启,充分回收环流能量.同时,本文对轻载时各工作阶段电压电流表达式与谐振时间做了定量计算,并给出实验波形.验证结果表明,该结构可使环流能量无损回馈,同时实现开关管零电压开关(ZVS),且有效抑制低频阻尼振荡,使轻载时的电路工作效率大幅提升.

一种优化同步整流AC/DC变换器的应用研究

同步整流的零电流开关、零电压开关是高效率开关电源的研究热点,首先对反激拓扑的零电流开关同步整流原理进行了分析,说明了真值零电流检测与实现零电流开关同步整流的关系,再应用理论计算,推导出优化的效率,最后利用NCP4303说明其控制实现,并进行了电路的验证。

降低同步整流DC-DC变换器损耗技术的新拓扑

介绍了开关电源的同步整流原理,列出了采用同步整流技术直流-直流变换器的几种主要损耗,着重分析了两种降低主要损耗的新型优化拓扑电路以及其优缺点。

一种高效率宽电压输入混合集成开关电源设计

介绍了一种基于混合集成电路工艺设计的DC-DC变换器电路。该电路采用他驱式同步整流死区控制技术,通过ANSOFT PExprt及Maxwell软件优化变压器和版图设计,在9~36V输入电压范围内,实现了85%的转换效率,同时保证电路在全温度范围内稳定可靠地工作。

两级同步整流变换器的研究

本文介绍了一款高效率低压大电流DC/DC变换器。变换器采用的是基于同步整流技术的buck级+推挽级的两级拓扑。这种拓扑适合输入电压宽范围,输出低电压、大电流及高效率的应用场合。根据该方案设计制作了一款输入36~72V、输出2.5V/125W的原理样机,样机具有92%以上的效率和较小的输出电压纹波和噪声。

同步整流在串联锂电池组并行充电系统中的应用

在串联锂电池组并行充电系统中,由于各路反激变换器工作在低电压、大电流的输出状态,从而整流二极管的导通压降成为系统设计不得不考虑的因素。为了提高系统的效率,论文从减少外围电路、降低成本、提高电路可靠性等方面改进,设计了一种基于FAN6204控制的锂电池组并行充电系统的同步整流电路,可以对每一路分别进行同步整流控制,并进行了相应的理论分析和实验验证。实验结果表明,应用同步整流电路后,系统的整体效率提高了6%左右。

一种电流型驱动同步AC/DC反激变流器的设计

提出变频控制新型电流型驱动同步AC/DC反激变流器的设计思路,对电路参数的优化设计及效率进行了详尽的分析,通过实验样机效率分析达到效率要求,验证了电路的实用性,获得了实验结果与理论分析基本一致的结论,同时为AC/DC适配器的设计提供了关键的技术依据。

高速发电机供电的脉冲电源变换器设计

脉冲电源变换器用于将高速发电机提供的变压交流转化为稳压直流,满足脉冲负载的供电需求。脉冲电源变换器包括将发电机输出交流转化为直流的三相整流器和实现稳压输出的DC/DC变换器。通过在DC/DC变换器输出端添加大容量缓冲电容来减小脉冲负载端的纹波电压,并将电流型控制应用于DC/DC变换器来抑制回馈到发电机端的脉动功率。通过采用同步整流控制金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)替换二极管,使三相整流器效率提升;并对DC/DC变换器的主电路、驱动电路和控制电路进行设计。测试结果表明所提出脉冲电源变换器稳态和动态特性良好。

反激变换器副边同步整流控制器STSR3应用电路详解(2)

为大幅度提高小功率反激开关电源的整机效率,可选用副边同步整流技术取代原肖特基二极管整流器。它是提高低压直流输出开关稳压电源性能的最有效方法之一。

反激变换器副边同步整流控制器STSR3应用电路详解(1)

为大幅度提高小功率反激开关电源的整机效率,可选用副边同步整流技术取代原肖特基二极管整流器。它是提高低压直流输出开关稳压电源性能的最有效方法之一。

一种单片高效开关DC/DC转换器的设计与实现

提出了一种针对便携式电子产品的高效单片开关DC/DC转换器.采用固定关断时间PWM控制方式代替传统的固定频率PWM控制方式,转换器的开关频率和开关电流损耗随输入电压减小而降低,弱化了转换效率随电池电压下降而降低的趋势;除一般PWM/PFM供电模式外,该转换器增设了LDO供电模式以降低转换器的最小输入电压,提高了电池使用效率;另外,该转换器采用既能消除开关管与同步整流管瞬通电流损耗、又能消除其驱动缓冲级瞬通电流损耗的"嵌套"死区缓冲器.仿真结果表明,该转换器转换效率高达95%.转换芯片以0.5μm2P3M Mixed Signal CMOS工艺流片,实测效率达91%.