隔離式低壓/大電流輸出DC/DC變換器中幾種副邊整流電路的比較
②全波整流拓?fù)渫ǔEc圖11(b)、(c)、(d)對(duì)隔離式低壓/大電流輸出DC/DC變換器中幾種副邊整流電路的比較備注:m:作為同步整流管使用的MOSFET并聯(lián)數(shù)目;Rds(on):MOSFET導(dǎo)通電阻;
*:根據(jù)不同的復(fù)位方法,有些拓?fù)淇梢怨ぷ髟贒>0.5,但一般折衷優(yōu)化考慮D0.5;
**:假定所有的副邊繞組均為單匝,括號(hào)內(nèi)數(shù)為采用磁集成技術(shù)后的數(shù)量;
***:假定全波整流拓?fù)渲校瑑蓚€(gè)副邊繞組的中間連接在繞組內(nèi)部完成,括號(hào)內(nèi)的數(shù)為采用磁集成技術(shù)后的數(shù)量;
圖11幾種原邊拓?fù)?p>(a)有源鉗位(b)對(duì)稱半橋(c)推挽(d)全橋
****:副邊應(yīng)用同步整流的半波整流方式可以與采用不同復(fù)位方法的正激拓?fù)浣Y(jié)合使用,如RCD復(fù)位、諧振式復(fù)位等。
半波整流 | 中心抽頭全波整流 | 倍流整流 | 備注 | |
---|---|---|---|---|
占空比D=ton/Ts | D0.5 | 0D1 | D0.5 | * |
整流管數(shù)量 | 2m | 2m | 2m | m |
整流管總導(dǎo)通損耗 | m·IO2Rds(on) | m··IO2Rds(on) | m··IO2Rds(on) | Rds(on) |
磁性元件數(shù)量 | 2 | 2 | 1 | |
大電流繞組數(shù) | 2 | 3 | 3(2) | ** |
大電流繞組連接端數(shù)量 | 4 | 5 | 6(3) | *** |
所有磁性元件的總體積 | 大 | 中 | 小 | |
適用的驅(qū)動(dòng)方式 | 自驅(qū)動(dòng)方式 | 外部控制 | 外部控制 | |
適用的原邊拓?fù)?/th> | 正激(有源鉗位) | 推挽、橋式 | 推挽、橋式 | **** |
應(yīng)的推挽、對(duì)稱半橋、全橋拓?fù)湎嘟Y(jié)合,從而獲得正負(fù)對(duì)稱的副邊電壓。
③倍流整流拓?fù)湮墨I(xiàn)[13]給出正激拓?fù)渑c倍流整流拓?fù)浣Y(jié)合使用的拓?fù)湫问?mdash;正-反激電路,這種電路在原邊主管關(guān)斷,輔管處于通態(tài)時(shí),變壓器作為能量源,磁化電流高達(dá)IO/2反映到原邊值(IO代表負(fù)載電流),增加了原邊開(kāi)關(guān)的電流應(yīng)力和損耗,變壓器設(shè)計(jì)也相對(duì)復(fù)雜。基于以上考慮,本篇未對(duì)這一拓?fù)溥M(jìn)行對(duì)比選擇。
在低壓/大電流輸出場(chǎng)合,推挽、對(duì)稱半橋、全橋這些對(duì)稱的原邊拓?fù)洌容^適合與倍流整流拓?fù)浣Y(jié)合使用。
在這三種拓?fù)渲校葪l件下,全橋原邊功率管的電流應(yīng)力和電壓應(yīng)力最低;半橋拓?fù)湓吂β使艿碾娏鲬?yīng)力是全橋的兩倍,電壓應(yīng)力與全橋相等;推挽拓?fù)湓吂β使艿碾妷簯?yīng)力是全橋的兩倍(推挽常因存在漏感問(wèn)題,使得實(shí)際電壓應(yīng)力高于兩倍輸入電壓),電流應(yīng)力與全橋相等。所以可以推知:今后低壓/大電流輸出DC/DC變換器,對(duì)于12V和48V的推薦總線電壓,推挽拓?fù)涓m合于12V總線輸入;而半橋更適合于48V總線輸入;全橋拓?fù)浼嬗泄β使茈娏鲬?yīng)力低和電壓應(yīng)力低的優(yōu)點(diǎn),但全橋拓?fù)淦骷?shù)量相對(duì)較多,因而從器件數(shù)和整體的簡(jiǎn)單性這一角度出發(fā),全橋并非最好的選擇。但隨著高頻化的發(fā)展趨勢(shì),為提高變換效率,必然要求實(shí)現(xiàn)原邊功率管的軟開(kāi)關(guān),而全橋移相PWMDC/DC變換器則很容易實(shí)現(xiàn)主管ZVS的要求,因此在高頻、低壓/大電流輸出DC/DC變換器中,全橋拓?fù)淙圆皇檩^好的選擇。
以上對(duì)三種整流電路進(jìn)行了詳細(xì)的比較,這里把相關(guān)內(nèi)容作一小結(jié),如表1所列。
4結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)隔離式低壓/大電流輸出DC/DC變換器的應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)副邊半波整流、全波整流、倍流整流三種整流方式進(jìn)行了詳盡的分析比較,指出各自的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用指導(dǎo),并得出結(jié)論:結(jié)合磁集成技術(shù)和同步整流技術(shù)的倍流整流拓?fù)洌貏e適用于隔離式低
評(píng)論