低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法及设备技术

技术编号:45804590 阅读:24 留言:0更新日期:2025-07-11 20:19
本发明专利技术公开了一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法及设备。该方法首先建立同步整流开关反向导通时,反向导通电阻与开关电流、栅‑源驱动电压的定量数学模型。基于此模型,在设定开关电流和最大栅‑源驱动电压下,计算不同栅‑源驱动电压上升时间下的导通损耗。接着,分别建立谐振驱动电路在不同工作模态下的栅‑源驱动电压和谐振电流定量数学模型,并设计开关电流为0时的栅‑源驱动电压。根据这些模型,设计谐振驱动电路的谐振电感,并据此计算不同栅‑源驱动电压上升时间下的驱动损耗。最后,结合导通损耗和驱动损耗,计算总体损耗,并选择总体损耗最小的栅‑源驱动电压上升时间。本发明专利技术为了解决现有技术中驱动损耗降低但导通损耗增大,导致变换器总体效率降低的问题,以实现同步整流开关谐振驱动的优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子,具体涉及一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法及设备


技术介绍

1、随着应用于人工智能、数据中心等行业的高性能计算处理器的迅速发展,其电源需要具备在低于1v的超低输出电压下输出高达数千安培的超高电流的性能。该性能要求电源并联多个同步整流开关(sr),以降低其导通电阻,提高转换效率。这导致了sr所需的栅极电荷增加,以致高开关频率下的驱动损耗显著提高,严重影响了电源的峰值效率和满载效率。

2、谐振驱动技术为降低驱动损耗提供了潜在解决方案。谐振驱动在驱动回路中引入了谐振电感,谐振电感和开关管输入电容组成的谐振腔可以回收驱动回路的能量,进而减小开关管的驱动损耗。在数据中心电源广泛采用的软开关(zvs)拓扑中,由于开关损耗大大降低,对驱动速度的灵敏度大大提高,谐振驱动的驱动速度相对较慢,以减小驱动电路的谐振电流,降低驱动损耗。然而,为了减少驱动电流和开关驱动损耗而降低谐振驱动电路的驱动速度,会不可避免地增加sr的导通损耗,尤其是在超低输出电压、超大输出电流的工况下。因为较慢的驱动速度会降低sr的开启速度,使得开关工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,所述同步整流开关反向导通过程中,反向导通电阻与开关电流和栅-源驱动电压的定量数学模型的建立过程,具体为:

3.根据权利要求2所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,所述反向导通电阻与开关电流和栅-源驱动电压的定量数学模型为:

4.根据权利要求1所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,所述计算同步整流开关反向导通过程中在不同栅-源驱动电压上升/下...

【技术特征摘要】

1.一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,所述同步整流开关反向导通过程中,反向导通电阻与开关电流和栅-源驱动电压的定量数学模型的建立过程,具体为:

3.根据权利要求2所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,所述反向导通电阻与开关电流和栅-源驱动电压的定量数学模型为:

4.根据权利要求1所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,所述计算同步整流开关反向导通过程中在不同栅-源驱动电压上升/下降时间下的导通损耗,具体为:

5.根据权利要求4所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,所述谐振驱动电路在不同工作模态下的同步整流开关栅-源驱动电压定量数学模型和谐振驱动电路谐振电流定量数学模型,具体包括:

6.根据权利要求5所述的一种低压大电流变换器同步整流开关谐振驱动的优化方法,其特征在于,所述设计开关电流为0时的同步整流...

【专利技术属性】
技术研发人员:王康平赵若辰宁煜航杨旭
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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