DC-DC直流模塊電源的基礎(chǔ)拓撲介紹
模塊電源重要分為AC-DC和DC-DC兩種。對于AC-DC模塊電源,無論是網(wǎng)絡(luò)上照舊現(xiàn)實電源設(shè)計上都有不少的探究,反倒是DC-DC模塊電源的相干資料較少。本文對DC-DC模塊電源拓撲電路進行梳理,是一篇基礎(chǔ)的電源知識類文章。
這里說的DC-DC模塊電源指工業(yè)、軌道交通、通訊、軍事等領(lǐng)域用的嵌入式模塊電源,這類電源尋求的是高功率密度、高服從及高可靠性。就目前而言,對成本雖有要求,但遠沒有常規(guī)的AC-DC模塊電源那么敏感。且為了達到高性能,一樣平常不會像AC-DC模塊電源那樣不銹鋼閘閥,DC-DC模塊電源在設(shè)計時,為方便設(shè)計的天真性,不太用集成度高的IC。
一樣平常流行于市面上的隔離型DC-DC模塊電源,功率等級基本在1kw以內(nèi),功率再大一點的,可通過多模塊電源并聯(lián)均流實現(xiàn)。輸入電壓范圍從2.5V到650V不等,輸出電壓則從1V到60V不等。模塊電源在設(shè)計時,對拓撲的選擇重要從輸入、輸出、功率等級這三個方面考慮。
1、Royer(自激推挽):
一樣平常用于低輸入電壓的場合(如2.5V,5V),且功率不大(如2W以內(nèi)),另外Royer是非穩(wěn)壓的,若必要穩(wěn)壓,則必要在模塊電源里面加入線性穩(wěn)壓線路。用于模塊電源中的常規(guī)反激(包括IC控制的反激和RCC),一樣平常功率不超過50W,輸入電壓覆蓋9V到1000V,均有模塊電源產(chǎn)品出現(xiàn)。
同步整流技術(shù)是反激變換器設(shè)計中的一個難點,也是專利壁壘比較多的一個點,市場上的小功率DC-DC模塊電源大多用這種拓撲。至于RCC,最大的好處是便宜,但它對器件的同等性要求太高,而且照舊變頻的,并不太適合用來設(shè)計高性能模塊電源。
2、有源鉗位反激/有源鉗位正反激:
有源鉗位反激是有源鉗位技術(shù)與常規(guī)反激變換器結(jié)合的產(chǎn)物,開關(guān)管應(yīng)力低,服從高河南人事考試中心,EMI特征好是它的好處。但技術(shù)復(fù)雜,同步整流也不好搞定,所以盡管它的好處許多,但市場上用這種拓撲做產(chǎn)品的并不多見。至于有源鉗位正反激技術(shù),比有源鉗位反激技術(shù)更復(fù)雜,正反激最大的好處就是輸出紋波小,尤其是0.5duty時理論紋波為零,可在一些高性能DC-DC模塊電源中見到這種拓撲。
有源鉗位正激,經(jīng)過十幾年的發(fā)展,可以說是模塊電源里最聞名也是最成熟的一個拓撲了。常用于50W-200W功率等級,輸入電壓不超過100V的場合,幾乎每一家做模塊電源的企業(yè)都會用到這種拓撲,輸出電壓從1V到15V均有。
3、硬開關(guān)半橋(全橋):
常見于低壓大功率的模塊電源,如低壓半磚模塊電源、全磚模塊電源,一樣平常介于200W-800W之間,也有人用作高壓輸入模塊,如200V-400V輸入,但不多見。
4、移相全橋(PSFB):
在高壓大功率DC-DC模塊電源,重要用這種拓撲,DC-DC模塊電源一樣平常輸入電壓比較寬,LLC雖有用率上的上風(fēng),但在寬輸入電壓范圍應(yīng)用場合不合適。市面上能夠見到的用PSFB的DC-DC模塊電源產(chǎn)品基本參數(shù)為:輸入200V-400V或輸入400V- 650V、輸出600W、800W、1000W、尺寸多為標(biāo)準(zhǔn)全磚尺寸,有完美的珍愛機制,多模塊并聯(lián)冗余能力。
5、LLC:
模塊電源里的LLC多用于bus-converter,且開環(huán)定頻控制,一樣平常設(shè)計時,讓Lm>>Lr,可以實現(xiàn)ZVS/ZCS,可以獲得特別很是高的服從。比如正弦振幅變換器,可以做到滿載98%服從,400V輸入,1700W輸出百度優(yōu)化排名,尺寸相稱于一個打火機大小。
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