【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種變換器，具體涉及一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器。
技術(shù)介紹
1、隨著云服務(wù)器、大數(shù)據(jù)、人工智能的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量、規(guī)模與日俱增。對于數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器主板而言，電源電壓調(diào)節(jié)器(voltage?regulator,vr)為最關(guān)鍵的組件，vr模塊需要根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載波動調(diào)節(jié)電壓，以實現(xiàn)能效最大化，且保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。傳統(tǒng)反激變換器電路為單開關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用元件少，轉(zhuǎn)換效率高、損失小，驅(qū)動不需要隔離，成本低的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于中小功率場合。同步buck變換器可以提供穩(wěn)定的輸出電壓，抗負(fù)載變化能力強(qiáng)，能夠較好的適應(yīng)輸出負(fù)載變化，并且具有較高的效率。因此，被廣泛使用在降壓場合。
2、然而，傳統(tǒng)的反激變換器，例如：中國專利“一種反激式開關(guān)電源”(申請?zhí)枺?02410264420.4)記載的技術(shù)方案中，基于峰值電流控制提高了系統(tǒng)的環(huán)路響應(yīng)速度，控制電路芯片未使用光耦器件，減少了成本。同時，控制電源芯片內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計了保護(hù)電路，使芯片處于正常的工作狀態(tài)，提高電路的可靠性。但是，使用rcd鉗位電路吸收漏感能量，抑制功率開關(guān)管電壓尖峰，使得變換器的效率大大降低。
3、中國專利“一種有源鉗位反激變換器”(申請?zhí)枺?02310177479.5)記載的技術(shù)方案中，利用有源鉗位電路吸收漏感能量，提高了對漏感能量的利用率。但是，由于反激變換器只有在開關(guān)關(guān)斷時，變壓器能量才能傳輸?shù)酱渭墸?fù)載波動時系統(tǒng)并不能快速響應(yīng)，且負(fù)載波動較大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解
2、本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器，包括：一個基本反激變換器，一個同步buck變換器，一個二極管d2；
4、所述基本反激變換器包含：直流輸入源uin，功率開關(guān)s1，勵磁電感l(wèi)m，漏感l(wèi)k，變壓器t，整流二極管d1，輸出電容co，其連接形式如下：
5、直流輸入源uin的正極連接漏感l(wèi)k的一端，漏感l(wèi)k的另一端分別連接勵磁電感l(wèi)m的一端、變壓器t的初級繞組lp的一端；
6、勵磁電感l(wèi)m的另一端分別連接功率開關(guān)s1的漏極、變壓器t的初級繞組lp的另一端；
7、功率開關(guān)s1的源極連接直流輸入源uin的負(fù)極；
8、變壓器t的次級繞組ls的上端連接整流二極管d1的陽極，整流二極管d1的陰極連接輸出電容co的一端；變壓器t的次級繞組ls的下端連接輸出電容co的另一端；
9、所述同步buck變換器包含:輔助電容cvt，功率開關(guān)s2，功率開關(guān)s3，電感l(wèi)vt，其連接形式如下:
10、功率開關(guān)s2的漏極連接輔助電容cvt的一端，功率開關(guān)s2的源極分別連接功率開關(guān)s3的漏極、電感l(wèi)vt的一端；功率開關(guān)s3的源極連接輔助電容cvt的另一端；
11、基本反激變換器與同步buck變換器的連接形式如下：
12、功率開關(guān)s1的漏極與二極管d2的陽極連接，二極管d2的陰極連接同步buck變換器的輔助電容cvt的一端，同步buck變換器的電感l(wèi)vt的另一端連接基本反激變換器的整流二極管d1的陰極；同步buck變換器的功率開關(guān)s3的源極連接基本反激變換器的變壓器t的次級繞組ls的另一端；
13、負(fù)載ro的兩端分別與輸出電容co兩端連接。
14、當(dāng)輔助電容cvt電壓未達(dá)到目標(biāo)值前：
15、在功率開關(guān)s1導(dǎo)通時，整流二極管d1、二極管d2、功率開關(guān)s2、功率開關(guān)s3關(guān)斷，勵磁電感l(wèi)m、漏感l(wèi)k電流線性上升，變壓器儲能增加，輸出電容co為負(fù)載ro供電；
16、在功率開關(guān)s1關(guān)斷時，整流二極管d1、二極管d2導(dǎo)通，功率開關(guān)s2、功率開關(guān)s3關(guān)斷，勵磁電感l(wèi)m能量通過變壓器t的初級繞組lp傳遞至變壓器t的次級繞組ls，通過整流二極管d1給輸出電容co、負(fù)載ro供電，漏感l(wèi)k電流通過二極管d2給電容cvt充電至漏感l(wèi)k電流為0。
17、當(dāng)輔助電容cvt電壓達(dá)到目標(biāo)值后：
18、在功率開關(guān)s1導(dǎo)通時，整流二極管d1、二極管d2、功率開關(guān)s2關(guān)斷，勵磁電感l(wèi)m、漏感l(wèi)k電流線性上升，變壓器儲能增加，功率開關(guān)s3導(dǎo)通，電感l(wèi)vt、輸出電容co為負(fù)載ro供電；
19、在功率開關(guān)s1關(guān)斷時，整流二極管d1、二極管d2導(dǎo)通，功率開關(guān)s3關(guān)斷，漏感l(wèi)k電流通過二極管d2給電容cvt充電至漏感l(wèi)k電流為0后，功率開關(guān)s2導(dǎo)通，電容cvt電壓下降給電感l(wèi)vt與負(fù)載ro供電，勵磁電感l(wèi)m能量通過變壓器t的初級繞組lp傳遞至變壓器t的次級繞組ls，通過整流二極管d1給輸出電容co、負(fù)載ro供電。
20、當(dāng)二極管d2導(dǎo)通時，輔助電容cvt吸收漏感l(wèi)k能量并儲存起來，通過同步buck變換器將多余能量向負(fù)載供應(yīng)，且輔助電容cvt可鉗位功率開關(guān)s1，降低其關(guān)斷時電壓尖峰，鉗位電壓設(shè)置為功率開關(guān)管電壓應(yīng)力的1.3至1.5倍，則有如下關(guān)系式：
21、功率開關(guān)s1電壓應(yīng)力為：us1＝uvt＝(1.3～1.5)i[(uo+udon)in+uin]；
22、整流二極管d1電壓應(yīng)力為：
23、其中：us1為功率開關(guān)s1電壓應(yīng)力，uvt為電容cvt兩端電壓，uo為輸出電壓，udon為整流二極管d1導(dǎo)通電壓，ud1為整流二極管d1電壓應(yīng)力，uin為輸入電壓，n為變壓器初級繞組匝數(shù)與次級繞組匝數(shù)比值。
24、當(dāng)負(fù)載ro發(fā)生變化時，同步buck變換器將電容cvt能量向負(fù)載ro傳遞，降低由于負(fù)載ro變化帶來的電壓波動，實現(xiàn)高動態(tài)響應(yīng)，根據(jù)電感的伏秒平衡特性，可得到以下關(guān)系式：輸入輸出電壓關(guān)系為：uo＝dbuck·uvt
25、功率開關(guān)管s2電壓應(yīng)力為：us2＝uvt
26、功率開關(guān)管s3電壓應(yīng)力為：us3＝uvt
27、其中：uvt為電容cvt兩端電壓，dbuck為同步buck變換器占空比。
28、本專利技術(shù)一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器，技術(shù)效果如下：
29、1)該雙頻反激變換器電路采用使用輔助電容作為同步buck變換器的輸入，有效抑制功率開關(guān)管s1的電壓尖峰，解決了傳統(tǒng)反激電路對漏感能量利用率不高的問題。
30、2)該雙頻反激變換器電路拓?fù)浜唵危９ぷ鲿r，反激變換器為主功率電路高效的實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，負(fù)載波動時，同步buck變換器快速響應(yīng)負(fù)載變化，實現(xiàn)高動態(tài)響應(yīng)，大幅度降低輸出電壓調(diào)節(jié)超調(diào)量，并且降低負(fù)載波動時的調(diào)節(jié)時間。
31、3)該雙頻反激變換器電路兩個基本拓?fù)湎嗷ソ怦睿梢员疚臋n來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器，其特征在于包括：反激變換器，同步Buck變換器，二極管D2；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器，其特征在于：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具備高動態(tài)響應(yīng)的雙頻反激變換器，其特征在于包括：反激變換器，同步buck變換器，二極管d2；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邾玢鑫，羅華生，王樹生，李哲，連春星，鄭含博，
申請(專利權(quán))人：三峽大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。