检索结果-南通市图书馆

作者：何炳慧南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着系统集成度的不断提高,隔离的多路输出直流变换器技术广泛使用在商业,工业以及军事应用中。多路输出直流变换器通常用来将高压的母线电压转换成多个低电压,如±12 V,5V,3.3 V等。这样做的目的是给电子电路中需要传统电压的不同负载... 详细信息

随着系统集成度的不断提高,隔离的多路输出直流变换器技术广泛使用在商业,工业以及军事应用中。多路输出直流变换器通常用来将高压的母线电压转换成多个低电压,如±12 V,5V,3.3 V等。这样做的目的是给电子电路中需要传统电压的不同负载供电。为了保证整个系统在其电磁环境中正常工作,电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器通常用来保证这些变换器达到相关的EMI标准。为了提高整个系统的功率密度,降低系统EMI噪声从而获得较小体积的EMI滤波器就显得尤为重要。差模EMI滤波器可以有效减少差模噪声。然而,与差模噪声相比,由于有安规电流的限制,共模EMI滤波器通常由小电容和大的共模电感组成,这将显著降低系统的功率密度。因此,研究多路输出变换器的共模噪声,寻求有效并且经济的噪声抑制技术,十分重要。多绕组变压器是多路输出直流变换器的关键部件。原边绕组,辅助绕组,和副边绕组通常绕于同一个磁芯上,用来实现电气隔离和电压变换。为了优化EMI滤波器,获得多绕组平面变压器的等效寄生电容从而进行共模噪声分析一直以来都是一项巨大的挑战。本文提出了耦合绕组的单电容模型,用来量化流过高频变压器的总的共模噪声电流。利用耦合绕组单电容模型,可以方便准确的计算变压器的等效集总匝间电容模型。本文为基于氮化镓器件的有源箝位自驱同步整流正激变换器构建了一个完整的共模噪声通路模型。提出了共模噪声消除电容,用以产生反向抽取电流从而抵消共模噪声电流。与其他方法相比,所提建模技术可以将多绕组平面变压器的等效集总匝间电容模型在其被制造前的PCB布局阶段构建出来。另外,本文还分析了变压器漏电感以及氮化镓器件对于共模噪声的影响。本文搭建1 MHz的三路输出正激变换器,额定输入电压为100 V,三路输出分别为5 V/6 A,±12 V/0.83 A,输出功率50 W。基于此变换器的实验结果验证了本文所提噪声建模与抑制技术。共模噪声频谱图预测准确,变换器共模噪声在9 MHz以下大约降低15 dB(降低了12.6%)。

关键词： eGaN HEMT 多路输出变换器 EMI建模 EMI抑制共模多绕组平面变压器

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高频高功率密度GaN多路输出变换器

高频高功率密度GaN多路输出变换器

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作者：胡栋栋南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步与发展,人类对太空的探索越来越深入,当前国家航空航天事业不断前进和发展,航天器在其中扮演着越来越举足轻重的角色,应用于航天卫星上的电子产品种类和数量越来越繁杂,不少用于通信和科研的星载设备都拥有不同的工... 详细信息

随着科学技术的进步与发展,人类对太空的探索越来越深入,当前国家航空航天事业不断前进和发展,航天器在其中扮演着越来越举足轻重的角色,应用于航天卫星上的电子产品种类和数量越来越繁杂,不少用于通信和科研的星载设备都拥有不同的工作电压范围。为高效快速而又稳定地解决星载平台多种设备的供电要求,多路输出变换器成为主要的设计和研究对象。目前国内外常见的卫星平台供电的直流母线电压等级主要为28V,主要用于负载功率小于2KW的情况,未来随着星载设备的升级进步,负载功率要求将进一步提升。因此未来卫星平台的直流母线电压将提升至100V。本文提出基于氮化镓器件的同步整流方案,考虑到氮化镓器件的栅源极电压要求比较高,一旦电压幅值高于6V,氮化镓器件极易损坏,因此和传统的MOSFET同步整流电路相比,氮化镓同步整流电路需增加额外的驱动芯片来实现稳定可靠驱动。同时本文还对多绕组平面变压器进行分析和优化,考虑到多绕组平面变压器的匝数和层数较多,需要找到最优的绕组排布结构,使其不仅能满足电路工作的需求,还能方便工艺制作,因此本文提出一种基于漏磁场能量筛选和有限元分析相结合的多绕组平面变压器的优化设计方法,先对磁芯窗口中漏磁场能量进行理论计算,筛选出漏磁场能量较小的绕组排布结构,然后在有限元分析软件Maxwell中对筛选出的结果进行建模仿真,找到漏感合适的绕组结构,并将其中能满足工艺制作要求的排布结构选出,从而得到合适的绕组排布结构。本文搭建开关频率为1MHz的对地有源箝位三路输出正激变换器,额定输入电压为100V,三路输出参数分别为5V/6A,±12V/0.83A,总输出功率为50W。多绕组平面变压器绕组的总层数为16层,样机历经两轮制作和优化,经过对样机测试,所提自驱氮化镓同步整流方案能够可靠稳定运行,变压器原边漏感占激磁电感的比值低至0.6%,对主变压器的分析和设计也被证明可行。在满载条件下,全输入电压范围内,第二轮多路输出样机的闭环效率均大于87.2%,比第一轮样机提升1.0%。另外,第二轮样机的功率密度为28.5 W/inch,第一轮样机的功率密度为22.7 W/inch,相比第一轮样机,第二轮样机的功率密度提升接近25%。

关键词： eGaN HEMT 多路输出变换器同步整流有源箝位多绕组平面变压器

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基于平面变压器的高效率多路输出Flyback变换器研究

基于平面变压器的高效率多路输出Flyback变换器研究

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作者：徐义轩西安理工大学

学位级别：硕士

为应对当前人类社会经济不断发展所带来的对电子产品需求的不断增长,以及人类对于个人生活水平的不断追求,种类丰富的电子产品走进人类的日常生活。近年来,例如扫地机器人、网络电视、智能空调等智能家居产品已经成为了大多数家庭密不... 详细信息

为应对当前人类社会经济不断发展所带来的对电子产品需求的不断增长,以及人类对于个人生活水平的不断追求,种类丰富的电子产品走进人类的日常生活。近年来,例如扫地机器人、网络电视、智能空调等智能家居产品已经成为了大多数家庭密不可分的一部分。随着这些电子产品的智能化,对于能够满足不同电压等级的多路输出辅助电源的需求也在日益递增。研究具有高性能的多路输出辅助电源在此领域具有重要影响。本文以隔离型多路输出DC/DC变换器为研究对象。首先调研了适用于不同工况下的多路输出辅助电源,确定了 Flyback变换器作为本次设计变换器的主电路拓扑。其次,为了提高多路输出变换器的效率以及系统整体的功率密度,分析了 DCM模式下的有源钳位Flyback变换器的工作原理及主要电路参数计算方法。同时对于多路输出变换器存在的交叉调整率的原因及解决方法做了相应的推导并给出了基于漏感优化的约束条件。针对多路输出Flyback变换器存在的交叉调整率和绕组损耗较大这两个热点问题,本文选择在标准形状的平面磁芯下设计多路输出平面变压器。通过优化变压器绕组对以上两个问题进行解决,包括两个方面:绕组宽度厚度优化,多层PCB绕组的最优排布。绕组宽度优化设计利用变宽度绕组设计理论来实现单层绕组的直流绕组阻抗最小,同时根据Dowell一维定理对绕组的最优厚度进行选取,最终设计出满足电流密度要求且具有最低损耗的绕组宽度和厚度。多层PCB绕组的最优排布以副边绕组漏感间的数量关系为约束使其满足交叉调整率更优的要求。为了验证理论设计的合理性。本文首先基于Simplis软件搭建了主电路模型验证硬件电路参数设计合理性;同时采用Maxwell软件搭建了所设计变压器的3D模型,分别对变压器的磁感应强度B,励磁电感Lm及漏感Lk进行了分析,仿真验证了变压器的绕组损耗体现了设计理论合理性;在仿真基础上对所选择的变压器磁芯进行打样,实验测量了励磁电感与漏感值符合理论设计。最后搭建了一台总输出功率30W具有六路输出的多路输出有源钳位Flyback变换器,验证了上述理论分析与优化原则的合理性与正确性。

关键词：多路输出变换器多绕组平面变压器交叉调整率

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