交错并联DC/DC变换器方案

　　1 引言

　　笔者提出了一种交错并联的低压大电流DC-DC变换器，它的一次侧采用对称半桥结构，而二次侧采用倍流整流结构。采用这种结构可以极大地减小滤波电容上的电流纹波，从而极大地减小了滤波电感的大小与整个DC-DC变换器的尺寸。这种变换器运行于48V的输入电压和100kHz的开关频率的环境。

　　2 倍流整流的低压大电流DC-DC变换器的结构分析

　　倍流整流低压大电流DC-DC变换器的电路原理图如图1所示，一次侧采用对称半桥结构，二次侧采用倍流整流结构，在S1导通时SR1必须截止，L1充电;在S2导通时SR2必须截止，L2充电，这样滤波电感电流就会在滤波电容上移项叠加。图2给出了开关控制策略。

　　图1 倍流整流的低压大电流DC-DC变换器的电路原理图

　　图2 开关的控制策略

　　通过以上分析可以看出，倍流整流结构的二次侧2个滤波电感电流在滤波电容上相互叠加，从而使得输出电流纹波变得相当小。

　　结构中的同步整流器均按外加信号驱动处理，使控制变得很复杂，但在这种半桥-倍流拓扑结构中使用简单的自驱动方式很困难，因为，在这种结构中，如果直接从电路中取合适的点作为同步整流器的驱动信号，在死区时间内当这个驱动信号为零时，同步整流器就会截止。为了在半桥-倍流拓扑结构中使用自驱动方式，就必须使用到辅助绕组。

　　以单个半桥-倍流拓扑结构为例，见图3,VSEC为变压器的二次侧电压，Vgs为由辅助绕组获得的同步整流器的驱动电压，可以看出即使在死区的时间内，同步整流器的驱动电压也不可能为零，保证了自驱动方式在这种拓扑结构中的应用。

　　图3 自驱动同步整流器电路及波形图

　　另外，由于在大电流的情况下MOSFET导通压降将增大，从而产生较大的导通损耗，为此应采用多个MOSFET并联方法来减小损耗。

　　3 交错并联低压大电流DC-DC变换器

　　3.1 电路原理图

　　综上所述，倍流整流低压大电流DC-DC变换器具有很好的性能，在此基础上引入交错并联技术，构成一种新的结构，称为并联低压大电流DC-DC变换器，可以进一步减小输出电流纹波。

　　图4为交错并联低压大电流DC-DC变换器的电路原理图(以最简单的2个倍流整流交错并联为例)。

　　图4 交错并联低压大电流DC-DC变换器的电路原理图

　　3.2 变换器的开关控制策略

　　交错并联低压大电流DC-DC变换器的开关控制策略见图5。

　　图5 交错并联低压大电流DC-DC变换器的开关控制策略