考虑电路寄生参数的BOOST变换器开关特性研究

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高效、高密度是开关电源发展的重要方向,有效的实现方法为提高开关频率与开关速度,减小无源器件的体积。但是开关速度提高会使电路中寄生参数的影响不可忽略,一方面会使寄生参数对开关损耗的影响不可忽略,另一方面电路中的寄生参数影响功率变换器工作可靠性。以上问题反映了寄生参数对功率开关管开关特性的影响,因此文中进行了考虑电路寄生参数的开关特性研究,为开关电源的高频化设计指明了方向。本文具体工作包括以下几个方面:建立了新型开关损耗模型,模型考虑电路寄生电感的影响,同时考虑了输出二极管反向恢复、吸收电路、功率开关器件非线性工作特性对开关损耗的影响,模型精度通过Saber仿真验证。研究了MOSFET开关管可靠工作的开关速度约束机理,建立考虑电路寄生参数影响的开关速度约束解析表达式,最终推导出满足开关速度约束条件的驱动电阻值表达式,仿真验证了理论分析的正确性。分析电路寄生参数的来源并且比较电路寄生参数不同提取方法,验证了通过软件提取电路寄生参数的精度。研究PCB走线的几何尺寸及夹角对寄生参数提取结果的影响。搭建实验平台,提取电路寄生参数,建立电路仿真模型,将仿真波形与实测波形进行比较验证寄生参数对开关特性的影响。为了进一步验证寄生参数提取精度,进行温升仿真,并与实测温升结果比较,验证了寄生参数提取方法的正确性。
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