低壓大電流DC/DC變換器拓?fù)浞治?/h1>
摘要：目前對(duì)低壓大電流DC/ DC 變換器的研究方興未艾。如何選擇合適的拓?fù)潆娐肥瞧涫滓蝿?wù)。從拓?fù)?、?yīng)用方面系統(tǒng)地論述了低壓大電流技術(shù)近期的發(fā)展，闡述了各種拓?fù)潆娐返奶攸c(diǎn)及用途并進(jìn)行了分析比較。同時(shí)，詳細(xì)地介紹了其關(guān)鍵的同步整流技術(shù)及其各種驅(qū)動(dòng)方法。
1 引 言
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以及各種微處理器、IC 芯片和數(shù)字信號(hào)處理器的普及應(yīng)用，對(duì)低壓大電流輸出的低壓變換器的研究與應(yīng)用成為日益重要的課題。在低電壓輸出的情況下，一般的二極管整流很難達(dá)到較高效率，需采用同步整流技術(shù)，這就使得同步整流成為低壓大電流技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。另外，如何選擇合適的拓?fù)?，使變換器的性能最優(yōu)化，也是一個(gè)極其重要的問題。
首先分別從變壓器的初級(jí)和次級(jí)對(duì)各種基本拓?fù)溥M(jìn)行分析比較，分別得出初級(jí)和次級(jí)適合于低壓大電流的優(yōu)化拓?fù)洌缓筮M(jìn)行組合，列舉了3 種典型的拓?fù)?，最后?duì)優(yōu)化的組合作進(jìn)一步的比較分析。
2 基本拓?fù)浼捌鋬?yōu)缺點(diǎn)分析
以變壓器為界，此類變換器的初級(jí)拓?fù)淇蓮钠渌軅魉偷墓β室约巴負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等方面進(jìn)行分析。在提高低壓大電流變換器的效率中顯得尤為重要的是其次級(jí)的拓?fù)洹１疚氖紫葟奶岣咝实慕嵌葘?duì)其進(jìn)行分析，然后綜合考慮其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和驅(qū)動(dòng)方式等的問題。
2. 1 變壓器初級(jí)拓?fù)涞膬?yōu)選
相對(duì)于升壓型變換器來說，降壓型變換器更加適用于低壓大電流變換器。其變壓器初級(jí)的基本拓?fù)渲饕捎谜な?、反激式、推挽式、半橋式和全橋式? 種。但是，其中的反激式變換器顯然不適合低壓大電流的要求，因?yàn)樗妮敵黾y波較大，變壓器漏感引起較大的電壓尖峰，功率不大（150W 以下） ,變換器效率不高，因而只能在電壓和負(fù)載調(diào)整率要求不高的場(chǎng)合使用。
2. 2 變壓器次級(jí)拓?fù)涞膬?yōu)選
2. 2. 1 同步整流技術(shù)基本原理
同步整流技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)同步整流管柵極和源極之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與同步整流管漏極和源極之間開關(guān)同步。理想的同步整流技術(shù)可使同步整流管起到和整流二極管同樣的作用，即正向電壓導(dǎo)通，反向電壓關(guān)斷。在輸出為低電壓大電流的情況下，整流二極管的使用會(huì)引起很大的能量損耗，大大地降低電源效率。而用于同步整流的低電壓功率MOSFET 導(dǎo)通電阻非常小，正向?qū)▔航岛艿停?5A 時(shí)只有0. 1V ,因此用低電壓功率MOSFET 代替整流二極管勢(shì)在必行。
2. 2. 2 變壓器次級(jí)3 種結(jié)構(gòu)的比較
適用于低壓大電流輸出的變壓器次級(jí)結(jié)構(gòu)有3種：正激式結(jié)構(gòu)、中心抽頭式結(jié)構(gòu)和倍流整流式結(jié)構(gòu)（拓?fù)浼捌洳ㄐ稳鐖D1 、2 、3 所示）。
圖1 正激式結(jié)構(gòu)與波形圖
圖2 中心抽頭式結(jié)構(gòu)與波形圖
圖3 倍流整流式結(jié)構(gòu)與波形圖
正激式結(jié)構(gòu)相對(duì)于其它兩者結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，而且適用于低壓大電流的情況。與源于Buck 變換器的正激變換器類似，中心抽頭式結(jié)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
摘要：目前對(duì)低壓大電流DC/ DC 變換器的研究方興未艾。如何選擇合適的拓?fù)潆娐肥瞧涫滓蝿?wù)。從拓?fù)?、?yīng)用方面系統(tǒng)地論述了低壓大電流技術(shù)近期的發(fā)展，闡述了各種拓?fù)潆娐返奶攸c(diǎn)及用途并進(jìn)行了分析比較。同時(shí)，詳細(xì)地介紹了其關(guān)鍵的同步整流技術(shù)及其各種驅(qū)動(dòng)方法。
1 引 言
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以及各種微處理器、IC 芯片和數(shù)字信號(hào)處理器的普及應(yīng)用，對(duì)低壓大電流輸出的低壓變換器的研究與應(yīng)用成為日益重要的課題。在低電壓輸出的情況下，一般的二極管整流很難達(dá)到較高效率，需采用同步整流技術(shù)，這就使得同步整流成為低壓大電流技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。另外，如何選擇合適的拓?fù)?，使變換器的性能最優(yōu)化，也是一個(gè)極其重要的問題。
首先分別從變壓器的初級(jí)和次級(jí)對(duì)各種基本拓?fù)溥M(jìn)行分析比較，分別得出初級(jí)和次級(jí)適合于低壓大電流的優(yōu)化拓?fù)洌缓筮M(jìn)行組合，列舉了3 種典型的拓?fù)?，最后?duì)優(yōu)化的組合作進(jìn)一步的比較分析。
2 基本拓?fù)浼捌鋬?yōu)缺點(diǎn)分析
以變壓器為界，此類變換器的初級(jí)拓?fù)淇蓮钠渌軅魉偷墓β室约巴負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等方面進(jìn)行分析。在提高低壓大電流變換器的效率中顯得尤為重要的是其次級(jí)的拓?fù)洹１疚氖紫葟奶岣咝实慕嵌葘?duì)其進(jìn)行分析，然后綜合考慮其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和驅(qū)動(dòng)方式等的問題。
2. 1 變壓器初級(jí)拓?fù)涞膬?yōu)選
相對(duì)于升壓型變換器來說，降壓型變換器更加適用于低壓大電流變換器。其變壓器初級(jí)的基本拓?fù)渲饕捎谜な?、反激式、推挽式、半橋式和全橋式? 種。但是，其中的反激式變換器顯然不適合低壓大電流的要求，因?yàn)樗妮敵黾y波較大，變壓器漏感引起較大的電壓尖峰，功率不大（150W 以下） ,變換器效率不高，因而只能在電壓和負(fù)載調(diào)整率要求不高的場(chǎng)合使用。
2. 2 變壓器次級(jí)拓?fù)涞膬?yōu)選
2. 2. 1 同步整流技術(shù)基本原理
同步整流技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)同步整流管柵極和源極之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與同步整流管漏極和源極之間開關(guān)同步。理想的同步整流技術(shù)可使同步整流管起到和整流二極管同樣的作用，即正向電壓導(dǎo)通，反向電壓關(guān)斷。在輸出為低電壓大電流的情況下，整流二極管的使用會(huì)引起很大的能量損耗，大大地降低電源效率。而用于同步整流的低電壓功率MOSFET 導(dǎo)通電阻非常小，正向?qū)▔航岛艿停?5A 時(shí)只有0. 1V ,因此用低電壓功率MOSFET 代替整流二極管勢(shì)在必行。
2. 2. 2 變壓器次級(jí)3 種結(jié)構(gòu)的比較
適用于低壓大電流輸出的變壓器次級(jí)結(jié)構(gòu)有3種：正激式結(jié)構(gòu)、中心抽頭式結(jié)構(gòu)和倍流整流式結(jié)構(gòu)（拓?fù)浼捌洳ㄐ稳鐖D1 、2 、3 所示）。
圖1 正激式結(jié)構(gòu)與波形圖
圖2 中心抽頭式結(jié)構(gòu)與波形圖
圖3 倍流整流式結(jié)構(gòu)與波形圖
正激式結(jié)構(gòu)相對(duì)于其它兩者結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，而且適用于低壓大電流的情況。與源于Buck 變換器的正激變換器類似，中心抽頭式結(jié)
評(píng)論