DC-DC直流模块电源的基础拓扑介绍
模块电源重要分为AC-DC和DC-DC两种。对于AC-DC模块电源,无论是网络上照旧现实电源设计上都有不少的探究,反倒是DC-DC模块电源的相干资料较少。本文对DC-DC模块电源拓扑电路进行梳理,是一篇基础的电源知识类文章。
这里说的DC-DC模块电源指工业、轨道交通、通讯、军事等领域用的嵌入式模块电源,这类电源寻求的是高功率密度、高服从及高可靠性。就目前而言,对成本虽有要求,但远没有常规的AC-DC模块电源那么敏感。且为了达到高性能,一样平常不会像AC-DC模块电源那样不锈钢闸阀,DC-DC模块电源在设计时,为方便设计的天真性,不太用集成度高的IC。
一样平常流行于市面上的隔离型DC-DC模块电源,功率等级基本在1kw以内,功率再大一点的,可通过多模块电源并联均流实现。输入电压范围从2.5V到650V不等,输出电压则从1V到60V不等。模块电源在设计时,对拓扑的选择重要从输入、输出、功率等级这三个方面考虑。
1、Royer(自激推挽):
一样平常用于低输入电压的场合(如2.5V,5V),且功率不大(如2W以内),另外Royer是非稳压的,若必要稳压,则必要在模块电源里面加入线性稳压线路。用于模块电源中的常规反激(包括IC控制的反激和RCC),一样平常功率不超过50W,输入电压覆盖9V到1000V,均有模块电源产品出现。
同步整流技术是反激变换器设计中的一个难点,也是专利壁垒比较多的一个点,市场上的小功率DC-DC模块电源大多用这种拓扑。至于RCC,最大的好处是便宜,但它对器件的同等性要求太高,而且照旧变频的,并不太适合用来设计高性能模块电源。
2、有源钳位反激/有源钳位正反激:
有源钳位反激是有源钳位技术与常规反激变换器结合的产物,开关管应力低,服从高河南人事考试中心,EMI特征好是它的好处。但技术复杂,同步整流也不好搞定,所以尽管它的好处许多,但市场上用这种拓扑做产品的并不多见。至于有源钳位正反激技术,比有源钳位反激技术更复杂,正反激最大的好处就是输出纹波小,尤其是0.5duty时理论纹波为零,可在一些高性能DC-DC模块电源中见到这种拓扑。
有源钳位正激,经过十几年的发展,可以说是模块电源里最闻名也是最成熟的一个拓扑了。常用于50W-200W功率等级,输入电压不超过100V的场合,几乎每一家做模块电源的企业都会用到这种拓扑,输出电压从1V到15V均有。
3、硬开关半桥(全桥):
常见于低压大功率的模块电源,如低压半砖模块电源、全砖模块电源,一样平常介于200W-800W之间,也有人用作高压输入模块,如200V-400V输入,但不多见。
4、移相全桥(PSFB):
在高压大功率DC-DC模块电源,重要用这种拓扑,DC-DC模块电源一样平常输入电压比较宽,LLC虽有用率上的上风,但在宽输入电压范围应用场合不合适。市面上能够见到的用PSFB的DC-DC模块电源产品基本参数为:输入200V-400V或输入400V- 650V、输出600W、800W、1000W、尺寸多为标准全砖尺寸,有完美的珍爱机制,多模块并联冗余能力。
5、LLC:
模块电源里的LLC多用于bus-converter,且开环定频控制,一样平常设计时,让Lm>>Lr,可以实现ZVS/ZCS,可以获得特别很是高的服从。比如正弦振幅变换器,可以做到满载98%服从,400V输入,1700W输出百度优化排名,尺寸相称于一个打火机大小。
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