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雷火电子竞技平台:直流变压器及其正在两级功率变换中的利用

发布时间:2024-05-20 02:38:58 来源:雷火官方 作者:雷火官网

  漏感能量实行能量的传输,不需输出滤波电感。采用开环限度,恒占空比事业,电道机合单纯,易于实行高频软开合和高

  Keyword:直流变压器;两级机合;电压调整模块; 双向变换器;航空静止变流器

  音信手艺异常是微治理器周围迅猛发扬,微治理器内部的集成晶体管数目快速减少,如图1所示,对分散式电源体例的供电机能提出了更高的恳求。分散式电源体例中的中央部件电压调整模块(Voltage Regulator Modules,简称 VRM)的发扬趋向是:1)输入母线电压持续抬高,改日的推算机VRM将把输入母线V,减幼母线损耗,抬高结果,同时大大减幼输入滤波器的体积,

  抬高电压调整的瞬态反应速率。2)输出电压越来越低,输出电流越来越大,知足推算机芯片对电源容量的持续减少,并且低的稳态事业电压能够抬高微治理器的速率。3)负载改变率越来越高,恳求VRM有更好的瞬态反应机能。图2是Intel公司CPU的事业电压电流发扬趋向图,负载变换率正在不远的改日将会高达150A/us [1,2,3]。

  若何担保电源的高牢靠性,若何进一步抬高变换器的功率密度,正在高频化的同证高结果,实行拥有低电压、大电流、动态反应速率速、高坚固度输出等优秀机能的高质料电源体例是而今考虑的要害题目。近年来,以Fred.C.Lee为首的学者提出了“直流变压器”(DC/DC Transformer)的观点,正在VRM中采用两级功率变换机合[3]。

  本文周密的论说了直流变压器的根基观点,归结了直流变压器的根基电道机合,并体例的总结了直流变压器正在三种分其余两级功率变换场所的利用。

  为了进一步抬高微治理器的运算速率,下一代推算机微治理器的事业电压将降到1.0V以下,同时输出功率持续减少,为了减幼母线损耗,推算机VRM将把输入母线V。VRM的高频化能够大大减幼输出滤波电容和滤波电感的体积,抬高功率密度,削减本钱。然而守旧的单级机合的48V VRM变换器很难正在保留高结果的同时实行高频化,开合频率只要约莫200-300KHz。相对较低的开合频率使VRM须要较大的输出滤波电容和滤波电感,不单减少了VRM的体积和本钱,并且很难集成到推算机的微治理器中去。日常来说,输出滤波电容是VRM最腾贵的部件之一。为此,美国弗吉尼亚电力电子中央以Fred.C.Lee为首的学者提出了两级机合的48V VRM[3,4],将不阻隔的电压调整模块和直流变压器级联,大大抬高了VRM的开合频率。直流变压器电道机合单纯,恒占空比事业,起阻隔和降压的感化,使用变压器漏感实行能量的传输,不需输出滤波电感,同时实行了全豹开合管的软开合,结果高。

  直流变换器有两种根基类型[6]:即输出稳压的DC/DC变换器和输出电压随输入调整的“直流变压器”(DC/DC Transformer) 。直流变压器和互换变压器犹如,将一种直流电压变换成另一种或多种直流电压;通过高频斩波-变压器阻隔-高频整流来实行一种直流电压到与之成正比的另一种或多种直流电压的变换,可用于功率传输和电压检测等场所。

  ②使用变压器漏感举办能量传输[3,4],无能耗,低压成套设备标准变换结果为1,功率密度高;

  ③ 输出不需滤波电感,能够减幼大大输出滤波器的体积和重量,动态机能好,瞬态反应速率速;

  ⑤ 采用开环限度,限度电道单纯,易于实行软开合,能够进一步抬高开合频率;

  按变换器能量传输才能的角度,直流变压器能够分为单向直流变压器和双向直流变压器;其它通过直流变压器的并联与串联组合能够组成组合式直流变压器。

  图3为直流变压器的根基电道机合,此中Lr 为变压器漏感(或少量串联电感),原边高频逆变电道能够是推挽、半桥、全桥、推挽正激、双管正激、有源箝位正激、谐振复位正激和错误称半桥等电道拓扑;副边整流滤波电道,如图4所示,能够是不带输出滤波电感的半波整流、全波整流、全桥整流和推挽正激整流电道,整流二极管能够换成同步整流管,减幼通态损耗。将副边整流二极管换成双向的开合管能够组成双向直流变压器,图5是双向半桥直流变压器。反激、双管反激和正-反激以及双管正-反激电道因为变压器起着电感和变压器的双重感化,变压器须要储能,不行举办能量的直接传输,因此不适适用作直流变压器。知足理思直流变压器根基恳求的电道机合为:



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