基于同步整流技术的低压大电流输出直直变化器的研究毕业设计

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1、基于同步整流技术的低压大电流输出直直变化器的研究毕业设计目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.2低压大电流输出DC/DC变换器关键技术分析21.2.1整流器件31.2.2动态响应31.2.3高总线输入电压51.3本文研究内容6第2章同步整流原理及自驱动同步整流方案选择72.2同步整流基本原理分析72.1.1整流对效率的影响72.1.2同步整流提法的由来92.1.3同步整流管的简介102.1.4典型同步整流电路及其工作过程102.1.5同步整流对驱动信号的要求及其驱动电路的选择112.1.6同步整流对提高效率的贡献132.2自驱动同步

2、整流方案的选择152.2.1自驱动同步整流对变压器副边电压波形的要求152.2.2两级变化器172.2.3互不控制半桥182.2.4有源钳位同步整流正激变换器192.2.5一种新的但绕组自驱动整流方案202.3本章小结21第3章单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器23III3.1单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器233.1.1SWSDSR对称半桥变换器的温性分析233.1.2SWSDSR对称半桥变换器稳性分析得到的几个结论253.1.3SWSDSR的应用拓扑分析263.2同步整流管的选择及当今MOS管的限制263.2.1同步整流管的选择263.2.2功率MO

3、S器件的限制273.3单绕组自驱动同步整流的特点小结28第4章单驱动自驱动同步整流对称半桥变换器的仿真294.1主要电路参数设计294.1.1主要电路参数设计294.1.2控制电路参数设计314.2仿真结果334.3仿真结果分析36结论37参考文献39致谢41附录143附录249附录355附录461附录567IIIIII第1章绪论第1章绪论概述:本文针对新一代数据处理器、通讯设备、便携式设备、网络产品等应用场合，对其供电电源中小功率低压/大电流输出的DC/DC变换器进行了相关背景知识的介绍和关键技术的分析1.1课题背景随着信息技术产业的快速发展，高速超大规

4、模集成电路尺寸的不断减小，计算机、工作站、网络服务器、便携式设备得到迅猛的发展。在这些场合，广泛的采用直流分布式电源及系统。构成这些电源系统的关键部件是各种不同技术规格的DC/DC变换器模块。而这些计算机、通讯产品的核心部件是微处理器等典型的数据处理电路。对于其供电电源来说，这些数据处理电路构成一类特殊的负载，工作电压较低、电流较大，各种工作状态相互转换时对应的电流变化率很高。以典型的InterlPentiumPro微处理器为例，目前其工作主频在1.6GHz以上，供电电压在2.5-3.5V之间，这一工作电压由计算机“银盒”中的5V或12V电压，经过较长的传

5、输线引出，通过处理器附近的BUCK变换器进行电压变换后得到。为子进一步提高微处理器等数据处理电路的速度，实现更加快速有效的数据处理，其工作频率将进一步提高，供电电压将越来越低，而且随着集成度的不断提高，越来越多的处理器集成电路将集成在同一个芯片上，因此下一代微处理器的额定工作电流将达到50A-l00A，甚至更高，要求微处理器有严格的功率管理措施。所有这些对微处理器这类典型负载的供电电源提出了更高的要求。目前国外很多研发机构、公司已经针对高速微处理器这类特殊负载的供电电源进行了广泛深入的研究，并把这一研究热点，给以专门的名称VRM，即电压调节器模块。针对微处

6、理器等高速数据处理电路的要求，VRM必须提供经过严格调整的低压和大电流输出，具有快速的动态响应。从美国开关电源市场来看，跟随着计算机通讯设备迅速、持续稳定的增长及新的网络产品市场的迅速增长，未来的开关电源市场是非常乐观的，对中小功率变换器的需求更是呈现迅速上升趋势。据权威市场专家预测：在今后，小功率DC/DC变换器的主要发展趋势是：为了适应超高频CPU芯片的5第1章绪论迅速发展，DC/DC变换器向低输出电压(最低可低到1.2V)、高输出电流、低成本、高频化(400-500KHz)、高功率率密度、高可靠性(MTBF≥)、高效率的方向发展。目前，国外对中小功率

7、低压/大电流输出DC/DC变换器的研究已取得了较大进展，对很多关键技术进行了切实有效的研究及技术储备。能够实现3.3V以下输出电压、50A以上输出电流的模块电源的大规模生产，且体积己做得相当小，功率密度超过了50W/，现正向120W/发展。而国内虽有部分单位也己投入了小功率DC/DC变换器的研究，但不成气候，未引起足够的重视。在我国入关之后，国内开关电源研发、生产单位将直接面对国际开关电源市场的竞争。而小功率开关电源又是一种技术含量较高的电力电子产品。高可靠性是第一位重要的指标，其次，EMI,PFC、工艺结构、效率、体积、重量和成本等指标，也是决定我们自己

8、的产品能否参与国际市场竞争的重要因素。为了不致重蹈国内的中小功率通