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。

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。

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。

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。