多芯片集成终于在隔离型DC-DC转换器中实现
利用无光反激转换器芯片简化隔离式DC-DC转换器的设计
利用无光反激转换器芯片简化隔离式DC/DC转换器的设计光耦合器的传播延迟，老化和增益变化进一步使环路补偿和反激转换器的稳定性变得复杂，同时限制了转换器的瞬态响应。
此外，光耦合器消耗功率并增加电源的成本和物理尺寸。
设计具有额外绕组的高性能变压器可能需要花费大量时间，因为现成的变压器选择有限。
最后，使用额外的绕组会增加变压器的物理尺寸和成本。
幸运的是，最近功率转换技术的进步使得低功耗隔离转换器更容易设计。
通过采用初级侧感应方案并在边界模式下运行转换器，凌力尔特公司的无光反激转换器（如LT3574和LT8300）通过消除对光耦合器，外部MOSFET的需求，简化了反激式转换器的设计，次级侧参考电压和额外的变压器绕组。
它的边界模式是一种可变频率，电流模式，控制开关方案（稍后会更多），也可以改善整个线路，负载和温度范围的调节。
据Linear介绍，与等效连续导通模式（CCM）设计相比，边界模式还允许使用更小的变压器。
这些反激式解决方案在隔离电源中很受欢迎，电源范围从不到一瓦到几十瓦不等。
初级侧检测专为隔离式反激式架构而设计，单片LT3574可在3 V至40 V的输入电源电压下工作，无需外部电源开关即可提供高达3 W的输出功率，因为它集成了片内0.65 A，60 V NPN功率晶体管。
输出电压很容易设置，两个外部电阻连接到RFB和RREF引脚，变压器匝数比如图1所示。
图1：无光反激转换器的输出电压可通过两个外部电阻和变压器匝数比轻松设置。
根据LT3574数据表中的描述，在功率晶体管关断期间，初级侧开关节点波形处精确测量输出电压（图2），其中N是变压器的匝数比，VIN是输入电压，VC是最大钳位电压。
反向转换器在次级侧电流减小到零后立即打开其内部开关，并在开关电流达到预定义的电流限制时关闭。
因此，器件始终在连续导通模式（CCM）和非连续导通模式（DCM）的转变下工作，通常称为边界模式或临界导通模式。
隔离型DCDC变换器课件
分布式电源系统中的应用
在分布式电源系统中，隔离型DCDC变 换器主要用于将多个分布式电源的输出
进行统一管理和调节。
分布式电源系统的电源可能来自不同的 能源，如太阳能、风能、燃料电池等， 其输出电压和电流各不相同，因此需要 使用隔离型DCDC变换器进行统一调节
。
隔离型DCDC变换器能够实现高效率的 能量转换，同时保证系统的稳定性和安
宽范围输入输出
优化控制策略，实现宽范 围输入输出电压的稳定控 制。
高效能量传输
优化控制策略，实现能量 的高效传输和利用。
元器件的优化选择
高频开关器件
选择高频开关器件，提高转换效 率，减小体积和重量。
高性能磁性元件
选择高性能磁性元件，减小磁芯损 耗和线圈损耗，提高效率。
高精度检测元件
选择高精度检测元件，提高输出电 压的精度和稳定性。
变换器的安全运行。
驱动电路设计
驱动芯片选择
根据开关元件的特性和控制信号的要 求，选择合适的驱动芯片。
隔离设计
根据主电路的拓扑结构和安全规范， 设计适当的隔离电路，以确保驱动信 号与主电路的电气隔离。
驱动信号处理
对控制电路输出的控制信号进行必要 的处理，以满足驱动芯片的输入要求 。
驱动信号调整
根据开关元件的特性和控制要求，调 整驱动信号的幅度、相位和频率等参 数。
PART 03
隔离型DCDC变换器的电 路设计
REPORTING
主电路设计
输入与输出电压范围
确定变换器的输入和输出电压 范围，以满足特定的应用需求
。
功率等级
根据负载需求，选择合适的功 率等级，并据此选择适当的元 件。
拓扑结构
选择合适的主电路拓扑结构， 如Bo分析
隔离型dcdc转换器工作原理
隔离型dcdc转换器工作原理隔离型DC-DC转换器是一种常见的电力转换器件，其主要作用是将一个直流电压转换为另一个直流电压，并且在输入端和输出端之间具有电气隔离功能。
隔离型DC-DC转换器通常由输入电路、控制电路和输出电路组成。
我们来了解一下隔离型DC-DC转换器的输入电路。
输入电路主要由输入电压源、输入滤波电路和输入保护电路组成。
输入电压源提供输入电压，可以是直流电源或交流电源经过整流后得到的直流电压。
输入滤波电路用于滤除输入电压中的高频噪声和干扰信号，以保证转换器的正常工作。
输入保护电路主要用于对输入电压进行过压保护、欠压保护等，以保护转换器的安全运行。
接下来，我们来了解一下隔离型DC-DC转换器的控制电路。
控制电路主要由控制芯片、反馈电路和PWM调制电路组成。
控制芯片是转换器的核心部件，它负责监测输出电压，并根据反馈电路的反馈信息来调节控制信号，控制转换器的工作状态。
反馈电路用于检测输出电压，并将检测到的电压信号反馈给控制芯片，以实现输出电压的稳定控制。
PWM调制电路主要用于产生PWM信号，通过调节PWM信号的占空比来控制转换器的输出电压。
我们来了解一下隔离型DC-DC转换器的输出电路。
输出电路主要由功率开关器件、输出滤波电路和输出保护电路组成。
功率开关器件通常采用晶体管或MOSFET等器件，用于实现输入电压向输出电压的转换。
输出滤波电路用于滤除输出电压中的高频噪声和干扰信号，以保证输出电压的稳定性和纹波度。
输出保护电路主要用于对输出电压进行过流保护、过压保护等，以保护负载和转换器的安全运行。
总的来说，隔离型DC-DC转换器通过输入电路将输入电压转换为控制电路可以处理的电压，然后通过控制电路对转换器进行控制，最后通过输出电路将控制电路处理后的电压输出给负载。
隔离型DC-DC转换器具有输入输出电气隔离的能力，可以有效地隔离输入端和输出端的电气噪声和干扰信号，提高系统的可靠性和稳定性。
隔离型DC-DC转换器广泛应用于电力电子、通信设备、工业控制等领域，为各种电子设备的正常运行提供了稳定可靠的电源支持。
隔离型dcdc转换器工作原理
隔离型dcdc转换器工作原理隔离型DC-DC转换器是一种常用的电力转换设备，其主要功能是将输入电源的直流电压转换为需要的输出电压。
它通过使用变压器来实现输入和输出之间的电气隔离，从而保护输出负载免受输入电源中的电气干扰和故障的影响。
隔离型DC-DC转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 输入电源隔离：隔离型DC-DC转换器的第一步是将输入电源与输出负载之间进行电气隔离。
这是通过使用变压器来实现的，变压器中的绕组将输入电源与输出负载完全隔离开来，避免了电气干扰的传递。
2. 输入端整流滤波：在输入电源进入隔离型DC-DC转换器之前，通常会先进行整流和滤波处理。
整流将交流电源转换为直流电源，滤波则去除直流电源中的纹波成分，以确保输入电源的稳定性和纹波的低水平。
3. 调节器件控制：隔离型DC-DC转换器通常采用调节器件来实现输入与输出电压之间的转换。
调节器件可以是开关管（如MOSFET）或开关二极管（如Schottky二极管），其工作周期由控制电路控制，以实现输入与输出之间的电压转换。
4. 变压器工作：在调节器件的控制下，输入电压经过变压器的绕组，通过电磁感应作用转换为输出电压。
变压器的绕组比例决定了输入与输出电压之间的变化关系。
5. 输出端滤波：转换后的输出电压通常会有一定的纹波成分，为了降低纹波的水平，隔离型DC-DC转换器会在输出端进行滤波处理。
滤波电路通常由电容器和电感器组成，能够有效去除输出电压中的纹波成分，使输出电压更加稳定。
6. 输出负载保护：隔离型DC-DC转换器还会具备一些保护功能，以保护输出负载不受输入电源中的干扰和故障的影响。
常见的保护功能包括过流保护、过压保护和短路保护等，能够在输出负载出现异常情况时及时切断输出电源，以保护负载的安全。
隔离型DC-DC转换器通过使用变压器进行电气隔离，并通过调节器件控制输入与输出之间的电压转换，实现了输入电源与输出负载之间的电气隔离和电压转换。
隔离型DCDC变换器
公司背景：某知名电子设备制造商
产品特点：高效、低噪声、高可靠性
设计原理：采用高频变压器进行隔离，提高效率
应用领域：广泛应用于通信、医疗、工业等领域
案例二：某航空航天器的电源系统设计
航空航天器的电源系统需求：高可靠性、高稳定性、低噪声
隔离型DCDC变换器的应用：为航空航天器的电子设备提供稳定、可靠的电源
正确选择变压器匝数比，保证输出功率
合理设计滤波器，提高输出质量
采用合适的控制策略，提高系统稳定性
注意散热设计，保证设备长期稳定运行
常见故障分析和排除方法
排除方法：调整输入电压、稳定负载、重新设置电路参数
故障现象：输出电流过大
原因分析：元器件老化、散热不良
原因分析：输入电压波动、负载变化、电路参数设置不当
航空航天和军事领域
航空航天领域：用于卫星、航天器等设备的电源系统
隔离型DCDC变换器在航空航天和军事领域中，需要满足高可靠性、高稳定性、高功率密度等要求
隔离型DCDC变换器在这些领域中的应用，有助于提高设备的性能和可靠性，保障设备的正常运行。
军事领域：用于军事装备、通信设备等的电源系统
电动汽车和智能交通系统
04
磁性元件的设计和优化
磁性元件的作用：在隔离型DCDC变换器中，磁性元件起着关键作用，如变压器、电感等。
磁性元件的设计原则：根据隔离型DCDC变换器的工作原理和性能要求，设计出合适的磁性元件。
磁性元件的优化方法：通过优化磁性元件的尺寸、材料、结构等参数，提高隔离型DCDC变换器的性能和可靠性。
磁性元件的设计和优化实例：列举一些成功的磁性元件设计和优化案例，说明其对隔离型DCDC变换器性能的影响。
隔离型DCDC变换器通常用于电子设备中，如笔记本电脑、手机等，以提供稳定的电源电压。
隔离型dcdc转换器工作原理
隔离型dcdc转换器工作原理
隔离型DC-DC转换器是一种能够将输入直流电压转换为输出直流电压的电子装置。
其工作原理基于电磁感应原理和开关技术。
隔离型DC-DC转换器通常由输入端、输出端和一对隔离变压器构成。
其工作步骤如下：
1. 输入电压通过输入端进入转换器。
输入电压可以是直流电源或者是其他形式的电源，例如直流电池。
2. 输入电压通过电容器进行滤波和稳压，确保输出电压稳定和干净。
3. 输入电压进入一个开关器件，例如MOSFET或者IGBT，通过控制开关器件的导通时间和截止时间，控制输入电压在隔离变压器的初级绕组中的输入时间。
4. 隔离变压器的初级绕组通过电磁感应作用将输入电压传递到次级绕组，同时将电压进行变换。
隔离变压器的绝缘层能够阻隔输入侧和输出侧之间的电流和电压，确保电气隔离性。
5. 变压器的次级绕组通过输出电容器进行滤波，将输出电流稳定和平滑，产生所需的输出电压。
6. 输出电压通过输出端给外部负载供电，为外部设备提供所需的电能。
隔离型DC-DC转换器可以通过调整开关器件的占空比和频率来控制输出电压的大小。
当需要改变输出电压时，控制电路会相应地改变开关器件的工作状态，以实现输出电压的调整。
这种转换器常用于电力电子和通信系统中，能够提供高效率、稳定的电源转换。
MAX1771及其在DC-DC转换器中的应用
MAX1771及其在DCDC--DC转换器中的应用Maxim公司北京办事处徐继红MAX1771是MAXIM公司出品的一种DC-DC转换器控制芯片可用于多种不同形式的DC-DC转换电路它采用BiCMOS工艺制造因此兼有低功耗与高开关频率的特点正常工作电流不超过110A进入停机状态时功耗可降低至5A以内开关频率可高达300kHz因此可采用体积很小的外部功率元件整个DC-DC转换器尺寸可以做得非常小另外器件内部集成了多种DC-DC转换器所需的功能单元外围电路非常简单可以很容易地用它设计出满足不同需要的DC-DC转换器1MAX1771的内部结构如图1所示MAX1771的内部结构可划分为以下几个功能单元限流型PFM控制单元内部反馈网络低电压启动电路停机控制电路等下面分别对其结构及工作原理作一简要论述图1. MAX1771结构框图11限流型 PFM控制单元包括U1U2U3U4它是DC-DC控制器的中心环节完成对输出电压及电感电流的检测并根据检测结果对外部功率开关进行控制以达到稳定输出电压的目的其中U1为1.5V基准电压U2为误差比较器二者相配合完成对输出电压的检测U3为电流检测放大器用来检测电感受电流U4为PFM控制逻辑它根据电压电流检测结果对外部功率开关进行控制它还具有最小关断时间最大导通时间控制以便使DC-DC转换器安全可靠地工作由图可见当开关处于关断状态时控制电路只在以下两个条件同时满足时才打开外部功率开关对电感充电最小关断时间到达采样点电压低于 1.5V当开关处于导通状态时下面两种情况之一的出现则使开关关断最大导通时间到达电感电流达到预定门限12内部反馈网络由R1R2N及方式比较器U5组成当将FB引脚接至地电平时方式比较器将电路切换至内部采样方式采样电压由R1R2分压获得R1R2的比值决定了输出为+12V当FB处于高于50mV的电平时则关闭内部采样由外部采样电路取得反馈电压以便获得不同的输出电压13低电压启动电路由低电压振荡器U6电压比较器U7及切换开关构成用于在电源电压较低的情况下使DC-DC转换器启动工作低压振荡器具有固定的50%占空比当V+端电压高于2.5V后则切换至PFM控制方式14停机控制电路当不需要DC-DC输出时该电路可使控制器处于功耗极低的停机方式在该方式下耗电低于5A外部开关处于关断状态通过给控制引脚SHDN施加一个电平信号就可使电路进入低功耗停机方式该引脚输入低电平VIL0.4V时处于工作状态当输入高电平V IH 1.6V时则进入停机方式2MAX1771的典型应用电路MAX1771的典型应用电路如图2所示该电路为升压结构可以由2V至12V的输入电压得到一个稳定的12V输出电压该电路能否正常工作以及其转换效率输出纹波等性能与外部元件的选择有很大关系下面简单讨论一下几个主要功率元件的选择问题图2. MAX1771典型应用电路由5V输入升压至12V2.1 电感的选择电感L1应选用直流电阻较低饱和电流较大的功率电感这种电感一般为缠绕在铁氧体磁芯上的线圈当流经电感的电流较大时由于磁芯的饱和将使实际电感值下降所以应选用饱和电流较大大于实际流过电感的峰值电流的电感一般来讲20%的轻度饱和电感量下降20%是可以接受的电感值一般可在10H至300H之间选择过小的电感量将会使电感电流不连续造成电流输出能力降低输出纹波增大并有可能在限流比较器关断功率开关之前使电感电流增加到很大值而造成DC-DC转换器的损坏电感值过大则会造成瞬间响应变差并增加DC-DC转换器体积电感值的选取应当以实际输入输出条件及对输出纹波瞬态相应等的要求为依据下面就以图2为例说明如何选择电感参数图2电路的输入输出条件为输入电压 V IN =5V输出电压 V OUT=12V输出电流 I OUT=500mA最大工作频率F max=300kHz另外要求在额定输出电流时电感电流脉动的峰峰值I=0.5A电感峰值电流的计算步骤如下A 计算占空比D=VOUT-V IN/V OUT=58.3%B 计算平均电感电流ILavb=I OUT/1-D=1.2AC 计算电感峰值电流I LP= I Lavb +I/2=1.45AD 计算电感值L VIN D/(IXF max)=19.4H则可以选取饱和电流不低于 1.45A电感值20H左右的电感例如Coilcraft公司的DO3308P-223或DS3316P-223型就可使用2.2 功率开关的选择功率开关须选用功率MOSFET其主要参数有开启电压V TH漏-源击穿电压V(BR)DSS沟道导通电阻R DS漏极电流I D等一般应选用开启电压较低导通电阻较小的MOSFET例如International Rectifier公司出品的可工作于逻辑电平的HEXFET Power MOSFET系列产品当其被关断时所承受有最大漏源电压为V DSP=V OUT V BR DSS至少应高于此值一般还应考虑留有一定的安全裕量另外一个需要考虑的参数就是漏极电流I D该值一般应高于电感峰值电流I LP 至于沟道电阻R DS及开启电压V TH在条件允许的情况下应选用尽量低的值2.3 续流二极管D的选择为提高转换效率该器件应选用正向导通压降较低的肖特基二极管其主要参数为最大反向电压V R及最大正向电流I D当功率开关导通时D所承受的最大反向电压为V R=V OUT功率开关关断后流经电感的峰值电流I LP全部流过D成为续流二极管的最大峰值电流I DP=I LP2.4 电流检测电阻R SENSE的选择器件内部的电流检测比较器通过检测R SENSE上的电压降并将其与内部0.1V的参考电压进行比较以限制流过电感的峰值电流由前面的计算电感峰值电流为I LP=1.45A故应选取R SENSE=0.1V/1.45A=0.0693用MAX1771构杨其它类型的DC-DC转换器用MAX1771不仅可以构成升压型DC-DC转换器还可以根据实际需要构成其它类型的DC-DC 转换器例如SEPIC flyback cuk等不同应用除主回路接法不同外控制回路基本相同下面分别进行讨论3.1 可完成升/降压转换的SEPIC当所需电压正好落在输入电压范围之间时就无法采用单纯的升压或降压转换得到这时可以考虑采用如图3.所示的可完成升/降压转换的SEPIC电路该电路转换效率比图2电路稍低可接近于80%左右原因是主回路上的元件数增加了但它能够在输入电压变化范围很大的情况下以较高的效率转换得到一个稳定的输出例如当需要由4节电池的输入得到5V输出的情况下就可考虑采用此种电路图3 可完成升/降压转换的SEPIC转换电路3.2 flyback电路如图4. 所示这种电路的优点是可以保持占空比在最佳范围内的情况下可通过改变高频变压器的原副边绕组的匝数比使得DC-DC转换器工作在最佳状态下另外还可以通过在高频变压器上增加绕组以获得多组输出电压3.3 cuk电路如图5. 所示这种电路可以由正电源得到一个负电源而且其纹波可以做得非常小若将两只储能电感L1和L2绕在同一磁芯上适当选择其匝比耦合系数及其绕制方向就能使输出的纹波电流被完全抵消做到零纹波输出3.4 由-48V输入得到+5V电源的电路如图6. 所示该电路可由高达-48V的负电源得到一个+5V电源电路中的Q2D2R5R6为MAX1771的V+端提供了一个相对于地的正电源约为9.4V R2R3R4及Q3为反馈网络R7R9C8D3构成一个软启动电路图4 用MAX1771控制的flyback DC-DC变换电路图5 由MAX1771构成的cuk型DC-DC电路图6 由-48V输入获得+5V电源的电路参考文献(1) New Releases Data Book. MAXIM, 1995(2) Coilcraft Inductors Transformers Filters(3) 叶治政叶靖国开关稳压电源高等教育出版社(4) 何希才新型开关电源及其应用人民邮电出版社。
隔离型DC-DC电源变换器设计任务书
课 程 设 计 报 告学 院： 专业名称： 学生姓名： 班 级： 指导教师： 时 间：课程设计任务书题目：隔离式DC-DC变换器设计（基于SG3525的双管电压模式正激开关变换器）一、设计内容1. 了解saber仿真软件，并能利用saber仿真软件进行简单的设电路计2. 学习双管电压模式正激开关变换器的组成、功能及其设计方法3. 运用以SG3525为核心的电路结构产生PWM波，并使其控制主电路4. 设计反馈环，开关管的驱动电路等电路，二、进度要求第1—3天第4—6天第7—9天；第10 天；第11—12天整理材料，撰写课程设计报告。
三、设计要求输入规范：电压：150Vdc，±6v转化效率：开关频率：200KHz输出规范：电压：15Vdc，±5%电流：50mA -2A ，纹波100mA输出功率：30Watts学生邓飞指导教师李兵强正文一、课设预备知识1、双管电压模式正激开关变换器正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
图1由于正激变换器的输出功率不像反激变换器那样受变压器储能的限制，因此输出功率较反激变换器大，但是正激变换器的开关电压应力高，为两倍输入电压，有时甚至超过两倍输入电压，过高的开关电压应力成为限制正激变换器容量继续增加的一个关键因素。
为了降低开关的电压应力，可以采用双管正激变换器，如图所示，同单管正激变换器相比，双管正激变换器在变换器的原边增加了一个开关管，并增加了两个二极管，这两个二极管一方面起着箝位的作用，将开关电压箝位在输入电压，另一方面为变压器去磁提供通路。
图2为双管正激变换器主电路，其变压器二次侧电路和单管正激变换器一样，但一次绕组与S1、S2（两个开关晶体管）串联，S1、S2在PWM脉冲作用下同时导通或关断，在每个晶体开关管和一次绕组之间，各并联一个续流二极管VD1、VD2，使得S1、S2关断时，变压器储能有一个释放通路，经过VD1、VD2回馈到直流输入电源。
第四章隔离型DCDC变换器详解
UVDmax U N 2 Ui / n • （3）VD承受最大电压出现在VT截止时
UVDmax Ui / n
12
隔离型Buck变换器——单端正激变换器
多路输出的正激变换器原理图
参考 电压 13
隔离型Buck变换器——单端正激变换器
例1 前页所示正激变换器，输入电源电压60V， 二次主输出的平均输出电压为5V,开关频率为 1kHz，输出电感电流纹波最大值为0.1A，原边 边绕组匝数60，匝比Nr/Np等于1。求： （1）副边主绕组匝数最小值Nsm； （2）输出滤波电感Lom的值。
如果磁场强度H与闭合路径方向一致,闭合
路径的积分为 Hl I
在MKS制中磁场强度单位为安/米.而在CGS 制中为奥斯特,简称奥,代号Oe.它们之间的 变换关系为
1A / m 0.4 10 2 Oe
1A / cm 0.4Oe
17
电磁感应定律
楞次定律
S
运动方向
e感应电动势
N
t
e d
dt
)U
i
10
隔离型Buck变换器——单端正激变换器
正激变换器的设计
• 开关管的选择
• （1）开关管的漏极额定电流必须大于流过IGBT漏极
实际电流IDmax。
I D max
I L max
N2 N1
I L max n
ILmax IL IL IO IL
I L
UN2 UO L
ton
Ui
/ n UO L
14
回顾 ：右手定则
磁场方向 电流方向
磁场方向
11
电流方向
安培环路定律
矢量H沿任意闭合曲线 I3 I1 的积分等于此闭合曲线
隔离式DC-DC 转换器及其控制方法[发明专利]
![隔离式DC-DC 转换器及其控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1384a96802d276a201292ea4.png)
专利名称：隔离式DC-DC 转换器及其控制方法专利类型：发明专利
发明人：达里尔·奇尔哈特,阿米尔·巴巴扎德
申请号：CN201710984205.1
申请日：20171020
公开号：CN107979286A
公开日：
20180501
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：公开了一种隔离式DC‑DC转换器及其控制方法。
方法包括：在非瞬态负载条件期间以固定的第一切换周期和可变占空比来切换转换器的初级侧开关器件，从而在由能量循环间隔分开的第一能量传递间隔期间穿过转换器的变压器传递能量，使得每个第一能量传递间隔与第一切换周期之比小于一。
方法还包括：在瞬态负载条件期间以与第一切换周期不同的第二切换周期来切换初级侧开关器件，从而在时长被确定为避免变压器芯饱和的第二能量传递间隔期间穿过变压器传递能量，并且使得分开第二能量传递间隔的任何能量循环间隔比分开第一能量传递间隔的能量循环间隔更短。
申请人：英飞凌科技奥地利有限公司
地址：奥地利菲拉赫
国籍：AT
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
更多信息请下载全文后查看。
基于mmc的隔离型dc-dc变换器控制策略研究
基于mmc的隔离型dc-dc变换器控制策略研
究
隔离型DC-DC变换器在电力电子中具有广泛的应用，是实现能量转换和电力管理的重要元件。
而基于MMC的隔离型DC-DC变换器控制策略研究，是目前电力电子领域的研究热点之一。
在这种控制策略中，MMC作为重要的直流电源，通过控制开关管的状态，实现DC-DC变换器的能量转换。
同时，采用高频调制技术和PWM控制技术，有效地实现了变换器的稳定性和可靠性。
在具体实现中，可以采用开环控制和闭环控制两种方式来控制DC-DC变换器的输出电压和电流。
其中，闭环控制具有更高的精度和可靠性，但需要更多的控制芯片和硬件。
而开环控制则简单易懂，适用于一些简单的应用场合。
总之，基于MMC的隔离型DC-DC变换器控制策略研究是实现高精度电力转换和电力管理的关键技术之一，对于提高电力电子系统的效率和可靠性具有重要意义。
Silicon Labs集成数字隔离器技术和片上隔离式DC-DC转换器Si88xx
Silicon Labs集成数字隔离器技术和片上隔离式DC-DC转
换器Si88xx
佚名
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2015(000)008
【摘要】<正>概述Si88xx集成了Silicon Labs公认的数字隔离器技术和片上隔离式DC-DC转换器,能够在高达5W的峰值输出功率水平下提供3.3V或
5.0V(或>5V,采用外部元件)的稳压输出电压。
这些器件提供了两条数字通道。
DC-DC转换器具有能将排放量降至最低的用户可调频率、安全用软启动功能、关断选项和回路补偿。
该器件仅需要极少的无源元件和1个微型变压器。
【总页数】1页(P29)
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.Silicon Labs推出可直接替代光电耦合器的数字隔离器 [J],
2.SILICON LABS推出首款6通道5KV数字隔离器 [J],
3.Silicon Labs推出6通道5kV数字隔离器 [J],
4.Silicon Labs推出高性能5kV数字隔离器 [J],
5.Silicon Labs推出ISOpro数字隔离器 [J],
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《2024年隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究》范文
《隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究》篇一隔离式光伏发电用推挽正激DC-DC变换器的研究摘要：随着可再生能源的持续发展和光伏发电技术的不断进步，隔离式DC/DC变换器在光伏发电系统中扮演着越来越重要的角色。
本文针对隔离式光伏发电系统中的推挽正激DC/DC变换器展开研究，探讨了其工作原理、设计方法、性能特点及优化策略，以期为光伏发电系统的优化和升级提供理论支持和实践指导。
一、引言光伏发电作为清洁、可再生的能源，已成为当今世界能源发展的重要方向。
在光伏发电系统中，DC/DC变换器作为能量转换和管理的关键设备，其性能直接影响着整个系统的效率和稳定性。
推挽正激DC/DC变换器因其高效率、高功率密度等优点，在隔离式光伏发电系统中得到了广泛应用。
二、推挽正激DC/DC变换器的工作原理推挽正激DC/DC变换器是一种基于开关电源技术的电路，其工作原理是通过两个开关管交替工作，将输入的直流电压进行升降压转换，并通过变压器实现电气隔离。
该变换器具有高效率、高功率密度、低电磁干扰等优点，适用于光伏发电等需要电气隔离的场合。
三、推挽正激DC/DC变换器的设计方法推挽正激DC/DC变换器的设计涉及多个方面，包括电路拓扑的选择、开关管的选择、变压器的设计等。
设计时需考虑系统的输入电压范围、输出电压和电流要求、效率要求等因素。
此外，还需要对电路进行仿真分析，以验证设计的合理性和可行性。
四、推挽正激DC/DC变换器的性能特点推挽正激DC/DC变换器具有以下性能特点：一是高效率，由于采用开关电源技术，能量转换效率高；二是高功率密度，电路结构紧凑，节省空间；三是电气隔离，保证了系统的安全性和稳定性；四是低电磁干扰，符合环保要求。
五、推挽正激DC/DC变换器的优化策略为了进一步提高推挽正激DC/DC变换器的性能，可以采取以下优化策略：一是优化电路拓扑，减小电路损耗；二是采用高性能的开关管和控制器，提高系统的响应速度和稳定性；三是优化变压器的设计，减小磁芯损耗和铜损；四是采用数字化控制技术，实现系统的智能化管理。
隔离型PFM反激DCDC转换器电路原
隔离型PFM反激DCDC转换器电路原
隔离型PFM反激DCDC转换器电路原理图
另一方法是采用具有脉冲频率调制(PFM)控制器的DC-DC转换器¹。
PFM控制器采用两个单稳态电路，只有当负载从DC-DC转换器的输出消耗电流时才工作。
PFM基于两个开关时间(最大导通时间和最小关闭时间)和两个控制环路(稳压环路和最大峰值电流、关闭时间环路)。
PFM的特点是控制脉冲的频率可变。
控制器中的两个单稳态电路确定了TON (最大导通时间)和TOFF (最小关闭时间)。
TON单稳态电路触发第二个单稳态电路TOFF。
只要电压环路的比较器检测到VOUT跌落到稳压范围以下，将触发TON单稳态电路。
导通脉冲的最大值固定，如果峰值电流环路检测到达到电感电流门限的数值，则可缩短该脉冲时间。
PFM控制器的静态电流损耗受限于基准偏置电压和误差比较器的电流(几十µA)。
相比之下，PWM控制器的内部振荡器则必须连续工作，电流损耗达到几个毫安。
本文介绍的方案在采用PFM控制器拓扑时，12V电源供电下的电流损耗小于1mA。
现场应用系统，例如：浇水系统，往往用于恶劣环境，所以这些系统的DC-DC转换器要求电气隔离。
变压器可提供隔离，但须保证在不影响隔离的情况下，将电压基准从副边反馈至原边。
解决这一问题的常见方法是采用辅助绕组或光电耦合器。
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多芯片集成终于在隔离型DC-DC转换器中实现
隔离型DC-DC 转换器历来通过分立元件实施-分立驱动IC 和分立功率MOSFET。
这些器件被用于各种拓扑结构。
最主要的是半桥和全桥。
许多云基础设施的应用采用半桥和全桥拓扑结构，如无线基站(远程无线电单元)、电源模块和任何板载隔离型DC-DC 转换器。
其他应用包括工业领域，如
电机驱动器、风扇和暖通空调(HVAC)。
这些应用的设计工程师力求降低整体
方案的大小或增加输出功率。
安森美半导体的FDMF8811 是业界首款100 V 桥式功率级模块，优化用于全桥和半桥拓扑。
FDMF8811 以高能效和高可靠性水平提供更高的功率密度。
与分立方案相比，FDMF8811 可减少一个典型的全桥方案约三分之一的PCB 面积。
这令制造商设计更紧凑、高能效的产品。
物料单(BOM)器件的数量也显
着减少，实现供应链和装配的高效。
如果PCB 面积不是问题，那FDMF8811 可有助于在现有的PCB 面积内提高设计的输出功率。
例如，这可通过从现有的、本来低功率拓扑结构，如有源钳
位正激、反激式或推拉式，转为采用FDMF8811 的半桥或全桥拓扑来实现。
另一个例子是现有的采用分立MOSFET 的半桥方案可以转换为在相同的占板面
积内的一个全桥拓扑。
这种转换使系统的输出功率加倍。
FDMF8811 集成了一对100V 的功率MOSFET、120 V 驱动器IC 和一个自举二极管到6.0 mm x 7.5 mm 的PQFN 封装。
通过集成所有的关键动力传动元件，安森美半导体已经能优化该模块的驱动
器和MOSFET 的动态性能、系统寄生电感和功率MOSFET 的导通电阻
RDS(ON)，从而保持尽可能最高的能效。
该集成显著降低了供电回路的寄生效应。
这大大降低电压应力和电磁干扰(EMI)，提高系统的可靠性。