科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

大功率开关电源的输出电流在1000A以上，高频模块都在十几个以上。由于输出电流大，为减少器件温升，降低功率损耗，提高系统可靠性，通常采用如下联接结构高频整流模块采用铜排并联结构，高频变压器次级绕组采用铜排绕制，器件间采用铜排联接。但这种联接结构由于绕组采用铜排绕制，高频变压器制作工艺要求高、难度大，而且变压器漏感大，不利于功率器件的可靠工作。

在整流模块并联数量较多情况下，通常分成几排均匀排放在散热器上，并采用多条铜排将整流模块拼接在一起，结构复杂，联接电阻大，不利于并联整流模块的均流，增加了功率损耗，不利于功率器件的散热和系统的可靠运行。

需解决的主要技术难题

开展以下技术难题的研发解决。

1、在高频变压器的设计中，磁芯的选择、绕组的绕制等多个环节可能需要反复设计实验才能达到预期的效果。

2、PWM驱动电路的设计非常关键，MOSFET驱动波形的好坏也直接关系到整个电源系统的整体性能。

3、此外，直流滤波器的参数选择也很重要，需要反复试验才能达到更好的滤波效果。

4、通过并联均流控制，当多个功率模块并联运行时，按平均值的均流方式可以获得良好的均流效果。

期望实现的主要技术目标

1、不存在多条铜排的拼接结构，结构简单，联接电阻小而且均匀，并联整流模块的均流效果好，器件散热效果好，功率损耗和温升低，有利于系统的可靠运行。

2、次级绕组采用多芯绝缘软线绕制，结构紧凑，变压器漏感小，有利于功率器件的可靠工作。

3、利用次级绕组联线固定高频变压器，结构简单，制作安装方便。

需求解析

解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-25

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发用在大功率开关电源中，可以避免开关电源进入Burst Mode(跳周期模式或间歇工作模式)，使开关电源的输出电压精度提高、输出纹波电压更加稳定，还可以提升大功率开关电源的动态负载特性，同时具有工作可靠、控制电路简单、低成本和假负载功率大小可调的特性。应用在谐振型拓扑结构的大功率开关电源中，不仅可以解决谐振型拓扑结构的开关电源在空载时输出电压浮高(飘高)的弊端，还因为一种实现节能型假负载方法可以将需要用假负载消耗的电能，经过开关变换器处理后，回馈到大功率开关电源电源的输入侧的优点，大大减小了谐振型拓扑结构大功率开关电源的空载功耗和提升了转换效率。

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