反激式变换器交叉调整率的研究

论文摘要

在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%。而反激式电源因为成本低,适用于宽电压范围输入,所以,这一拓扑结构在开关电源的应用中非常广泛,许多反激式单路、多路输出的开关变换器已大量的应用在充电器、机顶盒、笔记本电源适配器中。反激式的工作方式对于多路输出的交叉调整率有着很大的影响,这使得反激式电源在多路输出的应用中受到限制。特别是在各组输出负载电流变化较大的应用中,交叉调整率成了一个很困难的问题,不受控的输出组电压精度很难保证。在一些对电压精度要求比较高的应用中,只能在非受控组后面加上了线性稳压或者三端稳压器。方面增加了成本；另一方面,由于前后级电路存在一定压降,使得电源的整体效率降低。输出电流越大,后级电路损耗也就越大,有时由于损耗过大,不得不加装散热器,使得电源的体积也随之增大。论文具体介绍了反激式变换器的工作原理、动态过程、电磁能量传递以及多路输出变换器的控制方法,并且重点对主输出控制法进行了深入研究。通过分析不连续模式和连续模式下交叉调整率出现的原因,推导出影响交叉调整率的一些参数。在理论分析的基础上,通过实验验证来确定各个参数对交叉调整率的影响,并且对参数进行优化来改善交叉调整率。同时,在变压器的绕组安排和叠加方式上对交叉调整率的影响也做了分析和实验验证,并综合一些其他因素进行了交叉调整率的研究,如变换器的连续工作程度、反射电压等。交叉调整率的改善使得反激式多路输出变换器的负载变化可以扩大到一定程度,进而使反激式变换器可以得到更多的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 开关变换器概述
• 1.3 多路输出技术
• 1.3.1 采用增加变压器绕组的多路输出
• 1.3.2 多路输出的几种控制方式
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 反激变换器
• 2.1 引言
• 2.2 反激变换器原理
• 2.3 反激变换器工作模式
• 2.3.1 连续（CCM）工作模式
• 2.3.2 不连续（DCM）工作模式
• 2.3.3 DCM向CCM的转换
• 2.4 RCD钳位
• 2.5 反激变压器的工作过程及设计方法
• 2.5.1 反激变压器的特性
• 2.5.2 反激变压器的电磁传递过程
• 2.5.3 反激变压器的漏磁通
• 2.5.4 反激变压器的设计
• 2.6 小结
• 第3章 反激变换器的交叉调整率
• 3.1 引言
• 3.2 采用单路控制法交叉调整率的变化规律
• 3.2.1 交叉调整率的定义
• 3.2.2 输出电压偏离额定电压的规律
• 3.3 交叉调整率出现的原因
• 3.3.1 基于次级电流上升沿的分析
• 3.3.2 基于次级电流全周期内波形的分析
• 3.4 次级电流分配原则
• 3.4.1 DCM模式的分析
• 3.4.2 CCM模式的分析
• 3.5 小结
• 第4章 改善交叉调整率的方法
• 4.1 引言
• 4.2 从次级电流波形上升沿改善
• 4.3 基于变压器设计参数进行改善
• p的影响'>4.3.1 电流波形系数K_p的影响
• OR的影响'>4.3.2 反射电压V_OR的影响
• 4.3.3 初始负载的影响
• 4.4 从变压器绕组安排上进行改善
• 4.4.1 初次级线圈的分布与漏感关系
• 4.4.2 次级线圈的分布与漏感关系
• 4.4.3 直流叠加
• 4.5 利用外围元件进行改善
• 4.6 小结
• 第5章 实际应用实例
• 5.1 引言
• 5.2 设计
• 5.3 电源变压器的关键参数
• 5.4 电源实测
• 5.5 小结
• 结沦
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果