三相交错并联Boost+DCDC变换器设计与研制

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1、万方数据第40卷第2期2006年4月电力电子技术PowerElectmnicsV01．40．No．2April，2006三相交错并联BoostDC／DC变换器设计与研制胡炎申，谢运祥(华南理工大学，广东广卅I510640)摘要：电压调整模块(VoltageRegulatorModule，简称vRM)广泛使用多相交错并联技术，以实现快速的动态响应且极大地降低输出电流纹波。本文以一个大功率的三相交错并联Boost变换器作为设计实例，详细说明了其工作原理及主要器件的设计与选用；论证了该项技术用于Boo

2、stDc，Dc变换器的多种优点。从而证明了多相交错并联技术的先进性和实用性。关键词：电源：变换器，通信电源；分布式电源中图分类号：TM46。TN86文献标识码：A文章编号：1000—lOOX(2006)02—0045—03DesignandIIIIplementof3·Ch锄elsInterleavedBoostDC，DCConver钯rHUYan．shen。XIEYun-xiang(Son琥醌iM‰洳瑙蚵矿死c^加妞y，G姗够^伽510640，蕊讹)Abstnct：VRM(VoltageReg

3、ul撕∞ModIlle)wid由usestlle溉lllljqueofmulti—challllekinterleavedinoIdert0getquickd)rIl锄ic麟ponse蚰dloweroutputripplecu鹏nt．Theope枷ont11eory，d商印ands幽ti明of砌npansaI-edescribedusingalargepow班3-cha衄elsinterleavedBoostcon咖asanex踟ple，tod锄onstra【tetheadv锄ta=ges0fB

4、00st【，C／【'Cconverter埘tIlmul石·ch明nekintedeaved髋hnique，andpmvestIIeadvancesand畔ticali移．Keywords：powersupply；conveIte】如ommunicatepowersupp峥；distributep∞versupply1引言通信电源及分布式电源主要由前级高频整流器、中间级电池组和后级DC／DC变换器组成。DC／DC变换器的输入部份通常采用大功率Boost变换器，以将前级与中间级的直流电压提升至一定的

5、幅度，从而更方便地形成所需提供给负载的各种电压。INTELCPU广泛用于IT工业。但其对电源的要求越来越严格，需要提供更低的电压，更大的电流及更快的动态响应。为了改进Buck类型电压调整模块(VoltageRegIllatorModule，简称VRM)的动态响应要求。需迸一步减小主电感及输出滤波电容，因而美国电力电子系统中心1997年提出了基于多相交错并联Buck变换器的VRMfl'2】。后来业界广泛采用了这一思想．提出了多种控制模式的专用芯片，并已陆续证明这是一种较好的电路结构【3l。不但能改

6、进动态响应，降低输出电流纹波，而且也提高了效率，改进了热设计。传统的Boost变换器需要使用大而笨重的主电感，这是变换器最重的一个器件，在电路板上不易安装，并增大了变换器的体积，造成电路板的机械负荷增大。在一定程度上也降低了工作的可靠性。当输入定稿日期：2005一08—22作者简介：胡炎申(1974一)，男，湖北大冶人，硕士研究生。研究方向为高频开关电源磁集成与小信号建模技术。电流较大时．BoostPFC的变频电流断续模式的多相交错并联技术与常规ZVS和ZCS软开关电流连续模式拓扑相比，在工作效

7、率、成本等方面都具有较多的优点f4】，但其开关管电流应力较大。为了克服上述弱点，本文将多相交错并联技术用于电流连续模式BoostDC／DC变换器中，但并未从改进动态响应的观点出发，而是以减小电流纹波，改进工作效率等为目的。同时从多方面说明了这种拓扑在工业实践中具有的先进性和实用性。2三相交错并联BoostDC／DC变换器的工作原理图1示出的3个交错并联BoostDC／DC变换器均工作在电感电流连续和峰值电流工作模式。除了常规Boost的功率开关管、功率二极管及主电感外，分别有3套各自相对独立的P

8、WM产生电路．但共用1套电压误差放大器，以达到较好的均流效果。图l三相交错并联Boost拓扑在实际电路中。3套功率开关管、功率二极管及主电感等电气参数完全相同。另外，分别使用3片UC3843芯片．但仅使用其中一个UC3843中的电压45万方数据第40卷第2期2006年4月电力电子技术PowerElectronicsV01．40．No．2April，2006误差放大器，3个芯片的pin。输出信号并联在一起，而其它两个芯片的pin：均接至地端，这样可共用1套电压误差放大器。另外，为了实现三相交错并联