[00121831]JZFD3B100-24D12型DC/DC变换器的研发

1、课题来源与背景 自选课题。随着我国航天、航空、工业技术的快速发展,一些关键技术领域必须尽快赶超国外先进技术,以突破发达国家的贸易壁垒,为了不受国外的封锁和制约,必须走国内自主开发的自强之路,以扭转国外技术封锁和国内不能制造的被动局面。该项目的顺利研制,为开关电源向低纹波方向发展迈出了坚实的一步,这大大扩展了开关电源的应用范围,提升国内电源产品的技术水平,在与国外产品的竞争中具备一定优势。同时通过此电源设计储备了先进的技术,培养了优秀设计人才。 2、技术原理及性能指标 1)技术原理 该产品由输入滤波器、PWM控制电路、平面功率器件组合、整流电路、输出滤波器等几部分组成,实现大功率下多路输出电压组合。具有转换效率高、输出电压精度高、输出纹波电压小、偏载下交叉调整率高、各路间相互干扰小等特点。在设计上采取了两路完全对称互补的有源箝位正激式电路方案,能有效降低模块的输出纹波,并且具备较高的转换效率和输出功率。 2)性能指标 输入直流电压：24V（18V～36V） 输出电压：±12V 输出电流：±4.17A 输出电压精度：≤±0.5%×VO 电流调整率： ≤±0.5%×VO电压调整率：≤±0.5%×VO 输出纹波电压峰峰值：0.2%×VO 效率≥85% 贮存温度范围：-55℃～+105℃ 工作温度范围：-50℃～+100℃ 3、技术的创造性与先进性 （1）多元化磁性组合纹波控制方法：在磁材选用上,变压器采用3F3高频磁材,电感采用PC40材质,选取合适的频率点,使这两种磁材的性质匹配最优。在绕制方法上,采用夹层绕法,增加初次级耦合参数,减小漏感。变压器绕组间增加屏蔽层,减小初次级间的相互影响。在电路布局上,磁芯设置完全对称,使得磁芯上的干扰可以相互抵消,将对纹波的影响降到最低。 （2）输出纹波交错互补控制电路：由于模块为双路输出,如果处理不当,输出纹波会相互干扰叠加,使输出纹波达不到设计要求。因此,我们利用了双路电源控制时的相位互补,使输出纹波在公共地端达到互消的效果,可以显著降低纹波。 （3）输入端储能最大应用控制设计：通过精确设计,使前端滤波网络达到交错工作,输入端储能电路利用率才能达到最大,从而降低前级滤波电路负荷,满足了设计需求。 （4）谐振释能噪声抑制电路：在设计中加入了LL高频共模吸收网络,该网络利用磁性材料的性质,对高频下的纹波进行吸收并通过谐振以热能释放,由于磁性材料温度特性远高于电阻电容,并且电磁转化中只是对高频有作用,能量损耗非常小,极大的提高了模块的可靠性。 （5）单双路混合应用控制环路设计：对控制环路做了精心设计,两路输出分别采用双环独立的控制方式,保证了单双路下的电压精度以及负载不平衡时对模块的影响。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 JZFD3B100-24D12型DC/DC变换器达到成熟应用阶段,该项目技术可安全可靠地应用于航天、航空、车载、船舶等高端领域中。 5、应用情况及存在的问题 该电源模块为针对市场需求自主开发,在低纹波领域内无论从体积、效率还是功率密度方面都具备非常明显的优势,因此我们开发的这款电源,在技术上有很大优势,将会获得很好的市场前景。 目前该电源只有12V输出,品种比较单一,如能进一步扩展到±5V,±15V以及±24V甚至是输出电压不对称的各种组合,将会拥有更广阔的市场空间,计划在系列化方面继续把这项工作开展下去。 6、历年获奖情况 无。