1 引言

　　筆者提出了一種交錯(cuò)并聯(lián)的低壓大電流DC-DC變換器，它的一次側(cè)采用對(duì)稱半橋結(jié)構(gòu)，而二次側(cè)采用倍流整流結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)可以極大地減小濾波電容上的電流紋波，從而極大地減小了濾波電感的大小與整個(gè)DC-DC變換器的尺寸。這種變換器運(yùn)行于48V的輸入電壓和100kHz的開關(guān)頻率的環(huán)境。

　　2 倍流整流的低壓大電流DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)分析

　　倍流整流低壓大電流DC-DC變換器的電路原理圖如圖1所示，一次側(cè)采用對(duì)稱半橋結(jié)構(gòu)，二次側(cè)采用倍流整流結(jié)構(gòu)，在S1導(dǎo)通時(shí)SR1必須截止，L1充電;在S2導(dǎo)通時(shí)SR2必須截止，L2充電，這樣濾波電感電流就會(huì)在濾波電容上移項(xiàng)疊加。圖2給出了開關(guān)控制策略。

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　　圖1 倍流整流的低壓大電流DC-DC變換器的電路原理圖

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　　圖2 開關(guān)的控制策略

　　通過以上分析可以看出，倍流整流結(jié)構(gòu)的二次側(cè)2個(gè)濾波電感電流在濾波電容上相互疊加，從而使得輸出電流紋波變得相當(dāng)小。

　　結(jié)構(gòu)中的同步整流器均按外加信號(hào)驅(qū)動(dòng)處理，使控制變得很復(fù)雜，但在這種半橋-倍流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用簡(jiǎn)單的自驅(qū)動(dòng)方式很困難，因?yàn)椋谶@種結(jié)構(gòu)中，如果直接從電路中取合適的點(diǎn)作為同步整流器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)當(dāng)這個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為零時(shí)，同步整流器就會(huì)截止。為了在半橋-倍流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用自驅(qū)動(dòng)方式，就必須使用到輔助繞組。

　　以單個(gè)半橋-倍流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例，見圖3,VSEC為變壓器的二次側(cè)電壓，Vgs為由輔助繞組獲得的同步整流器的驅(qū)動(dòng)電壓，可以看出即使在死區(qū)的時(shí)間內(nèi)，同步整流器的驅(qū)動(dòng)電壓也不可能為零，保證了自驅(qū)動(dòng)方式在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

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　　圖3 自驅(qū)動(dòng)同步整流器電路及波形圖

　　另外，由于在大電流的情況下MOSFET導(dǎo)通壓降將增大，從而產(chǎn)生較大的導(dǎo)通損耗，為此應(yīng)采用多個(gè)MOSFET并聯(lián)方法來減小損耗。

　　3 交錯(cuò)并聯(lián)低壓大電流DC-DC變換器

　　3.1 電路原理圖

　　綜上所述，倍流整流低壓大電流DC-DC變換器具有很好的性能，在此基礎(chǔ)上引入交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)，構(gòu)成一種新的結(jié)構(gòu)，稱為并聯(lián)低壓大電流DC-DC變換器，可以進(jìn)一步減小輸出電流紋波。

　　圖4為交錯(cuò)并聯(lián)低壓大電流DC-DC變換器的電路原理圖(以最簡(jiǎn)單的2個(gè)倍流整流交錯(cuò)并聯(lián)為例)。

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　　圖4 交錯(cuò)并聯(lián)低壓大電流DC-DC變換器的電路原理圖

　　3.2 變換器的開關(guān)控制策略

　　交錯(cuò)并聯(lián)低壓大電流DC-DC變換器的開關(guān)控制策略見圖5。

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　　圖5 交錯(cuò)并聯(lián)低壓大電流DC-DC變換器的開關(guān)控制策略