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无芯变压器技术:探讨栅极驱动中的放大与电平转换作用 - MATLAB开发

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简介:
本项目利用MATLAB探讨了无芯变压器在栅极驱动电路中实现信号放大的关键技术和电平转换原理,为功率电子设备提供高效解决方案。 在半桥配置下驱动高端开关需要将微控制器的信号传输到浮动高端电位。根据驱动电路的不同性能要求,可以选择使用具有不同类型电平转换器、光耦合器或变压器的高压IC来实现信号交换。带有电平转换器的高压IC相对便宜,但不能提供电流隔离功能;而光耦合器可以提供安全隔离,但是其性能会随时间逐渐退化。在高性能驱动应用中,分立变压器是常见的解决方案之一,尽管它们的成本较高。 英飞凌技术与eupec合作开发了一种创新方案:通过硅芯片集成无芯变压器的两个绕组来实现成本效益优势,并将这些优点整合到IC中,从而简化了信号传输以及绝缘电压方面的设计。这种新方法使得能够更好地集成各种功能于半桥驱动器之中,进一步探讨其潜在特性及其应用价值。

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  • - MATLAB
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    本项目利用MATLAB探讨了无芯变压器在栅极驱动电路中实现信号放大的关键技术和电平转换原理,为功率电子设备提供高效解决方案。 在半桥配置下驱动高端开关需要将微控制器的信号传输到浮动高端电位。根据驱动电路的不同性能要求,可以选择使用具有不同类型电平转换器、光耦合器或变压器的高压IC来实现信号交换。带有电平转换器的高压IC相对便宜,但不能提供电流隔离功能;而光耦合器可以提供安全隔离,但是其性能会随时间逐渐退化。在高性能驱动应用中,分立变压器是常见的解决方案之一,尽管它们的成本较高。 英飞凌技术与eupec合作开发了一种创新方案:通过硅芯片集成无芯变压器的两个绕组来实现成本效益优势,并将这些优点整合到IC中,从而简化了信号传输以及绝缘电压方面的设计。这种新方法使得能够更好地集成各种功能于半桥驱动器之中,进一步探讨其潜在特性及其应用价值。
  • 关于零PWM改进
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    本文针对现有的零电压转换PWM开关变换器进行了深入分析,并提出了一系列改进措施以提升其效率和性能。 本段落介绍了零电压转换PWM开关变换器的一种改进电路,并讨论了其工作原理及进行了仿真与实验研究。结果表明,通过加入由辅助电容和辅助二极管构成的缓冲单元,该改进电路有效改善了辅助开关管的工作条件,减少了关断损耗,从而进一步提升了变换器的整体性能。
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    本模型为一款集成栅极驱动器的高效降压转换器,专为MOSFET设计。采用SIM电子元件与BJT基栅极驱动技术,增强电路性能和稳定性,适用于各类电源变换需求。 此 Simulink 模型提供了一个包含基于 BJT 的栅极驱动器电路的降压转换器。
  • -MATLAB
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  • 高性能ASIC和微处理多相DC-DC
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    本文章深入探讨了高性能ASIC与微处理器应用中的多相DC-DC转换器驱动技术,旨在优化电源效率及稳定性。 在现代电子设备中,尤其是高性能的ASIC(应用特定集成电路)和微处理器,它们对电源的需求极为苛刻。由于这些器件的功耗极高,有时甚至超过150W,需要在1V至1.5V的低电压下提供超过100A的电流,这给电源设计带来了挑战。高功率消耗可能导致设备体积过大、重量过重,并影响系统稳定性。因此,多相DC-DC转换器成为解决这一问题的关键。 多相DC-DC转换器的核心优势在于其并联工作方式,每个相位之间的切换同步进行,且各相的电流纹波相互抵消。相较于单相转换器,多相转换器可以显著降低输入端的纹波电流,并减少所需的大容量输入电容数量。例如,在从单相到八相的设计转变中,输入纹波电流可以从31.6A降至11.2A左右,从而优化电路板空间和成本。 在输出电压稳定性方面,多相转换器通过增加等效的纹波频率来降低输出电压波动。此外,有源电压定位技术使得电源能够在负载变化时自动调整输出电压,在轻载到重载状态间保持±25mV的精度范围内工作,确保了电源稳定性和精确度。 选择合适的电容对于减少纹波至关重要。高介电常数(K)陶瓷电容能够承受大电流并且占用较小的空间;在成本敏感的设计中,电解电容可以作为替代方案使用。当面对负载快速变化时,聚合物电容器因其低ESR和高容量特性成为优选,而钽或陶瓷电容则分别适用于高频性能需求及更大的储能要求。 就MOSFET的选择而言,在多相配置下通常采用并联的低侧MOSFET以降低导通损耗,并通过减小体二极管上的开关损失来提高效率。这种设计不仅减少了热量产生,还保证了电流在断开时能够连续流动。 综上所述,多相DC-DC转换器凭借其分布式架构和同步控制策略实现了电源供应的高效性和可靠性提升。通过对电容类型、MOSFET并联等组件的选择优化,可以实现更精确且稳定的供电方案,满足高性能电子设备的需求。
  • 隔离式设计仿真.pdf
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    本文档探讨了隔离式栅极驱动电路中变压器的设计方法,并通过仿真软件验证设计方案的有效性,为电力电子设备提供可靠的电气隔离和信号传输。 脉冲变压器常被用来隔离并传递功率的栅极驱动信号,其外围电路存在多种形式。本段落提出了一种新型可负压关断的拓扑电路,并进行了参数设计和仿真验证。该拓扑利用脉冲变压器来传输驱动信号和驱动功率,使用蓄能电容产生二次侧电源,并用负压电容生成关断所需的负电压,在不依赖外部辅助电源的情况下实现功率MOSFET的快速导通与负压关断功能。仿真的结果显示,相较于现有的驱动电路,该方法具有抗干扰能力强、开关速率快、开关损耗小和可靠性高等优点。
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    本文深入探讨了在矩阵式变换器中应用双向开关的四步换流技术,分析其工作原理、优势以及面临的挑战,并提出优化策略。 摘要:本段落探讨了矩阵式变换器(MC)中的双向开关安全换流问题,并分析了几种换流方案,提出了一种基于可编程逻辑元件(GAL)的四步换流方法。仿真与实验结果验证了该换流方案的有效性和可靠性。 关键词:矩阵式变换器;双向开关;可编程逻辑器件;四步换流 引言 1979年,意大利学者M.Venturini首次提出了关于矩阵式变换器的存在理论及控制策略的概念。相较于传统的交—交变频器和交—直—交变频器,矩阵式变频器具有显著的优势:包括高功率因数、低谐波污染、四象限运行能力以及无中间储能环节,体积小且效率高等特点。随着交流变频调速技术在现代电气传动系统中作为自动化及节能主要手段的应用越来越广泛,对矩阵式变换器(MC)的研究也变得愈加重要。
  • 源在设计
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    本文深入探讨了低压大电流开关电源的设计理念与实现方法,分析其在现代电子设备中应用的重要性和挑战,并提出创新性解决方案。 为了实现更低功耗下的更高性能与速度需求,电源电压不断降低且瞬态性能指标不断提升,这对开关电源提出了更高的要求。传统的电路拓扑及整流方式已无法满足当前的需求,因此人们开始探索新的电路结构以适应集成电路芯片的发展趋势。由于输出电压较低,同步整流成为低压大电流电源的必然选择。考虑到产品的复杂性和可靠性问题,自驱动式同步整流技术被广泛采用。与之相匹配的主要有三种拓扑类型:有源箝位正激变换器、互补控制半桥变换器以及两级结构变换器。相比之下,前两种电路所使用的元器件较少,更具吸引力,并且这两种变换器更容易实现软开关工作模式。
  • 频率课程设计
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