定频谐振中间母线变换器研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangxiao8910
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目前,中间母线架构(IBA-Intermediate Bus Architecture)正成为通信设备板级供电的主流架构。IBA架构可方便的输出多个供电电压,并靠近负载。IBA的主要构成单元是隔离型的中间母线变换器( IBC-Intermediate Bus Converter)和多个非隔离的点负载变换器(POL-Point of Load)。其中,IBC将-48VDC通过变压器隔离转换到一个合适的低电压等级。对于 IBC,传统的推挽、全桥、半桥拓扑难以实现全负载范围的软开关,效率和体积难以继续改善。然而,定频谐振结构的变换器则能始终工作在谐振点上,其原边开关管可实现 ZVS,副边同步整流管可实现 ZCS,具有高效率和小体积的优点。本文即以定频谐振直流变换器为研究对象,分析和研究其在IBC中的应用。  论文首先分析了定频谐振直流变换器的工作原理,建立了包含寄生参数的电路模型和数学模型。在此基础上,分析了谐振参数、寄生参数对变换器直流增益特性的影响,对开关管 ZVS/ZCS条件的影响;总结了定频谐振直流变换器的特点。  论文进而对定频谐振直流变换器设计方法进行了研究。包括谐振参数的设计,高频变压器的设计,开关器件的应力和损耗计算,并设计了数字控制的方案。其中谐振参数主要依据原边开关管的零电压开通条件和变换器允许的直流增益波动范围来设计;变压器的设计借助了仿真工具,考虑了高频交流损耗、励磁电感、漏感、以及等效并联电容等参数。  根据以上方法,对一个400W的直流变换器进行了设计和制作。最后,进行了仿真分析和样机实验,验证了研究的有效性和设计方法的可行性。
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