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采用DC-DC模塊的無人機(jī)電源解決方案

發(fā)布日期:2015-12-10??來源:中國IDC圈我要投稿我要評論

DCM是一個隔離和穩(wěn)壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器。

ZVS降壓穩(wěn)壓器是一個穩(wěn)壓和非隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器。

在上一段已經(jīng)提到,為了有更高的效率,不會重復(fù)隔離和穩(wěn)壓。

雖然穩(wěn)壓是由DCM和ZVS降壓穩(wěn)壓器重復(fù)進(jìn)行的,由于ZVS降壓穩(wěn)壓器的高效率,從高電壓到所需電壓的整體效率可以達(dá)到高于90%。

ChiP——轉(zhuǎn)換器級封裝:

圖片12

圖11(ChiP等效電路熱模型)

DCM DC-DC轉(zhuǎn)換器通過突破性封裝技術(shù)——轉(zhuǎn)換器級封裝(ChiP)技術(shù)進(jìn)行封裝。

為了實(shí)現(xiàn)更高的功率效率、密度和設(shè)計(jì)靈活性,需要功率元件封裝技術(shù)的持續(xù)改進(jìn),因此,ChiP的推出優(yōu)化了電氣和熱性能。

ChiP產(chǎn)品的設(shè)計(jì)在PCB兩面都有功率元件,可減少由于寄生的損耗,通過整個封裝均勻徹底地散熱,并利用了頂部和底部表面散熱。

ChiP產(chǎn)品封裝在熱增強(qiáng)型模壓化合物中,降低了溫差,為便于使用熱管理配件,提供了平整的模塊頂部和底部表面,如散熱器、冷板、熱管等。

ZVS降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):

如圖11所示,除了一個連接在輸出電感器兩端的附加箝位開關(guān),ZVS降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器相同。增加的箝位開關(guān)允許將能量存儲在輸出電感器中,用來實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)。

圖片13

圖12(ZVS降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))

圖12顯示了ZVS降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時序圖,它主要由三個狀態(tài)組成,如下所示。

- Q1導(dǎo)通階段

假設(shè)Q1在諧振過渡后的近零電壓開啟。當(dāng)D-S電壓幾乎為零時,Q1在零電流開啟。MOSFET和輸出電感器中的電流斜升,準(zhǔn)時達(dá)到由Q1決定的峰值電流。在Q1導(dǎo)通階段,能量存儲在輸出中,并為輸出電容器充電。在Q1導(dǎo)通階段,Q1中的功耗是由MOSFET導(dǎo)通電阻決定的;開關(guān)損耗可以忽略不計(jì)。

- Q2導(dǎo)通階段

Q1迅速關(guān)閉,接著是一個很短時間的體二極管導(dǎo)通,這增加了可以忽略不計(jì)的功耗。接下來,Q2開啟,存儲在輸出電感器中的能量被傳送到負(fù)載和輸出電容器。當(dāng)電感器電流達(dá)到零時,同步MOSFET保持足夠長的時間,在輸出電感器中存儲一些來自輸出電容器的能量。電感器電流為負(fù)值。

- 箝位階段

一旦控制器已確定有足夠的能量存儲在電感器中,同步MOSFET關(guān)閉,箝位開關(guān)開啟,箝位Vs節(jié)點(diǎn)至輸出電壓。箝位開關(guān)隔離輸出電感器電流與輸出,同時以幾乎無損的方式用電流來循環(huán)存儲的能量。在箝位階段,由輸出電容器提供的輸出在該階段持續(xù)很短時間。 當(dāng)箝位階段結(jié)束時,箝位開關(guān)被打開。輸出電感器中儲存的能量與Q1和Q2輸出電容產(chǎn)生諧振,導(dǎo)致Vs節(jié)點(diǎn)對輸入電壓振鈴。 這個振鈴對Q1的輸出電容放電,減少了Q1的米勒電荷,并為Q2的輸出電容充電。當(dāng)Vs節(jié)點(diǎn)幾乎等于輸入電壓時,這允許以無損方式方式開啟Q1。

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