兩級(jí)DC-DC模塊電源效率優(yōu)化和環(huán)路特性的研究.pdf

1、近年來(lái)，信息產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)的技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)能源中的電源系統(tǒng)一般采用分布式架構(gòu)，其中由背板母線饋電的DC/DC電源需適應(yīng)寬范圍的輸入電壓，并且大多采用符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的模塊化設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn) N+1冗余并聯(lián)運(yùn)行來(lái)提高電源系統(tǒng)的可靠性。得益于半導(dǎo)體工業(yè)依然處于“摩爾定律”時(shí)代，半導(dǎo)體功率器件性能大幅提升的同時(shí)成本持續(xù)降低，因此適應(yīng)寬范圍輸入電壓的DC/DC模塊電源已趨向于采用兩級(jí)DC/DC架構(gòu)。對(duì)于中大功率輸出的模塊電源，最

2、需關(guān)注其散熱和動(dòng)態(tài)性能，因此設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮效率優(yōu)化，并建立較為精確的模型分析其環(huán)路特性以便指導(dǎo)控制器參數(shù)的優(yōu)化配置，本文對(duì)這兩方面內(nèi)容展開研究具有一定的理論意義和工程價(jià)值。
　　本文設(shè)計(jì)了一款適應(yīng)36V~75V寬輸入電壓、28V/30A輸出、全磚大小的DC/DC電源模塊。該模塊采用同步BUCK+全橋兩級(jí)DC/DC架構(gòu)，并利用數(shù)字電源管理芯片ADP1043A能精確配置多路PWM時(shí)序、對(duì)兩級(jí)DC/DC進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字控

3、制。
　　在效率優(yōu)化方面，本文對(duì)副邊帶中心抽頭的平面變壓器的繞組并聯(lián)均流設(shè)計(jì)、同步整流管寄生體二極管的反向恢復(fù)抑制和全橋軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)展開研究，同時(shí)還研究了同步BUCK濾波電感對(duì)效率的影響，求得額定輸入電壓下BUCK濾波電感的最優(yōu)值，提高了同步BUCK效率并在一定程度上抑制了續(xù)流管的反向恢復(fù)。
　　基于三端PWM開關(guān)電路平均法和二端口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)模型，本文建立了考慮寄生電阻影響的兩級(jí)DC/DC小信號(hào)模型，在此基礎(chǔ)上分析了ADP10