高效1MHz以上单端有源箝位DC/DC变换器设计与特性分析
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更新于2024-09-02
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本文主要探讨的是单端有源箝位DC/DC变换器,这是一种能够在1MHz以上高开关频率下实现零电压谐振变换的功率转换器。与传统的buck、boost或buck-boost电路相比,它具有显著的优势。
在电路设计中,关键特点是仅需一个磁芯作为电感和变压器,通过调整绕组的匝比,可以灵活地控制输出电压。这种拓扑结构简化了电路元件,降低了成本。由于采用了零电压谐振变换技术,对磁芯的特殊要求减少,提高了电路的可靠性。
控制部分的核心是脉宽调制(PWM)技术,使得变换器工作效率高且输入输出之间实现了电气隔离,确保了系统的安全性和隔离性能。相比于常规变换器,如图1和图2所示的buck和buck-boost电路,单端有源箝位变换器在处理高电压降变低电压的应用中,能够显著降低开关损耗,提高整体效率。
文章特别指出,该电路结构中包括三个开关管S1、S2和S3,以及变压器T和滤波电容Ci和Cs。通过定时电路精确控制这三个开关管的工作,确保了电路的稳定运行。同时,由于采用了有源箝位技术,开关S1和同步开关S3由同一信号ug驱动,这有助于优化脉冲宽度,进一步优化输出特性。
图3展示了该电路的详细结构,而图4则描绘了控制波形,显示了有源箝位的运作原理。单端有源箝位DC/DC变换器是一种创新的解决方案,适用于需要高效率和高频率变换的场合,特别适合在电源类应用中,如电子设备、通信系统等,提升能源转换的效能和稳定性。对于课程设计或毕业设计项目来说,理解和实现这种变换器的原理和设计是十分有价值的实践内容。
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