高功率密度Class-E諧振變換器的研究.pdf

1、隨著手機(jī)的小型化，人們對手機(jī)充電器也提出了越來越高的要求：更高的功率密度。提高手機(jī)充電器的功率密度，主要有兩種途徑：一是提高開關(guān)頻率；二是采用磁集成技術(shù)。常用的手機(jī)充電器電路拓?fù)洳贿m合高頻工作，為了使電路能在較高的工作頻率下高效工作，本文引入了Class—E諧振變換器。Class—E諧振變換器可以實現(xiàn)軟開關(guān)，適于高頻工作，而且還可以把變壓器漏感、主開關(guān)管寄生電容等寄生參數(shù)利用起來。 高頻工作時，待機(jī)損耗比較嚴(yán)重。為了減小待機(jī)損耗

2、，本文把間歇式待機(jī)控制方法引入Class—E諧振變換器的待機(jī)控制中。通過采用間歇式待機(jī)控制模式和低功耗啟動電路，使得Class—E諧振變換器的待機(jī)損耗降到了0．3W以下，達(dá)到了業(yè)界0．3W的待機(jī)損耗要求。同時交流90V到265V的全范圍電壓輸入時，變換器的輸出電壓脈動都小于5％。 提高工作頻率可以減小無源元件的體積，但是高頻化的方法仍有一定的局限性，為了進(jìn)一步減小變換器的體積，必須采用磁集成技術(shù)。Class—E諧振變換器一共有四

3、個磁元件：輸入電感、串聯(lián)諧振電感、并聯(lián)電感和變壓器。本文研究了并聯(lián)電感、串聯(lián)諧振電感和輸入電感分別與變壓器集成的方法，并提出了用共用部分磁路的解耦集成方法實現(xiàn)磁元件的完全集成。根據(jù)磁元件在EE型磁芯中位置的不同分為三種不同的完全集成結(jié)構(gòu)。本文通過Ansoft軟件對三種集成結(jié)構(gòu)的損耗情況進(jìn)行了仿真比較。最后通過制作樣機(jī)對Class—E諧振變換器的磁集成進(jìn)行了實驗研究。完全磁集成結(jié)構(gòu)的磁元件總體積僅為分立磁元件時總體積的27．4％，磁元件的