交错并联同步整流DC-DC变换器的研究
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一种新型交错并联双向DC_DC变换器_陆治国
40
中国电机工程学报
第 33 卷
变换比的功能，但其体积和成本较大，且易出现磁 饱和现象，因而在一些储能系统中并不适用；文献 [12]提出了一种非隔离双向直流变换器，该电路在 引入了一个耦合电感后，消除了开关管寄生体二极 管的反向恢复问题，但该变换器并没有解决输入/ 输出电流纹波大的问题。近年来，大功率电源系统 的广泛使用使得交错并联技术得到了快速的发展。 交错并联技术因其具有低电流纹波、易于电磁干扰 (electromagnetic interference，EMI)设计、动态响应 快等特点而常被应用于一些电流较大的场合[13-16]。 文献[17-20]在燃料电池和电动汽车等不同领域应 用了交错并联技术，其主要原因是因为交错并联技 术应用于双向 DC/DC 变换器中不仅可以有效地降 低变换器开关器件的开关电流应力与输入/输出电 流的纹波，还有益于提高变换器的动态响应及变换 器的效率。从诸多文献来看[13-20]，传统的交错并联 结构双向 DC/DC 变换器虽然具有结构简单，可靠 性强的特点，但该电路存在以下缺点：①开关管电 压应力为 UH，当 UH 较高时不利于开关管的选取； ②各模块电感电流不能自动均流，需进行均流处 理；③在一些输入输出电压变换比大的场合，开关 管需要工作在极端占空比状态，不利于变换器效率 的提高，且限制了开关管工作频率的提升。
DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2013.12.008
第 33 卷 第 12 期 2013 年 4 月 25 日
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
Vol.33 No.12 Apr.25, 2013 ©2013 Chin.Soc.for Elec.Eng. 39
由于分布式能源其自身并没有能量储存的功 能，因此现今分布式发电系统大多数都是含有辅助 存储系统[8]，从而形成含有储能系统的复合式发电 系统。该系统一般由分布式电源，单向 DC/DC 变 换器，双向 DC/DC 变换器，蓄电池，直流母线， 逆变器以及负载等构成，如图 1 所示。
二相交错并联双向DCDC变换器的研究
Buck 模式时波形如图 4、5 所示。
第2期
图 4 Buck 模式下 0＜D＜0.5 时工作波形
图 2 Boost 模式下 0＜D＜0.5 时工作波形
图 5 Buck 模式下 0.5＜D＜1 时工作波形
3 参数设计
图 3 Boost 模式下 0.5＜D＜1 时工作波形 由图 1 可知，当变换器工作在 Buck 模式时，其能量从 右侧 V2流向左侧 V1，此时 S2、S4参与工作，S1、S3停止工作， 与 S1、S3并联的二极管 D1、D3充当续流二极管，导通电路的 作用，具体见表 2。
双向 DC/DC 变换器向来都是电源设计的重要部分， 不仅在蓄电池方面起着重要作用，在航天电源、电动汽 车车载电源方面也起着不可替代的作用。近年来，双向 DC/DC 变换器备受关注，应用更加广泛，不单单是可以 将高压侧电压通过 DC/DC 转化为低压供给低压侧需求， 现已增添可以将低压侧低电压通过 DC/DC 变换器转化 为高压在高压侧存储起来。在功能方面实现双向的传 达，在能源方面起到节省作用。同时，可以收集低压侧， 以便于下次利用，清洁无污染。
L2
S4
L1
S3
D4
D3
S2
V1
C1
S1
D1
D2
C2
V2
图 1 二相交错并联双向 DC/DC 变换器
2 工作原理
由图 1 可知，当变换器工作在 Boost 模式时，其能量从 左侧 V1流向右侧 V2，此时 S1、S3参与工作，S2、S4停止工作，
收稿日期：2017-01-09 作者简介：唐刚（博士，教授，研究方向：电机 智能控制，微机控制技术、故障诊断等。
表 2 Buck 模式下能量流通情况
工作模式 开关管 S2 开关管 S4 续流管 D1 续流管 D3 电感 L1 电感 L2
DC-DC
２ 非隔 离型 ＤＣ — Ｄ Ｃ变 换器 的交错 并 联磁 集 成技 术
众所 周知 ，ＤＣ － Ｄ Ｃ变换 器分为非 隔离型 和隔离 型 两 种 ，其 中，最 基 本 的两 种 非 隔 离 型 ＤＣ ． ＤＣ变
结 合交 错并 联技 术和 磁集 成技 术 的优 点 ，进 一步提 高 变换 器的性 能 ，本文 称其 为 电力 电子 的交错 并联 磁集成 （ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ － ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）技术 。 近年 来 ，在 电力 电子技 术领 域 ，关于 交错 并联
综 述 Ｉ 杨玉 岗 等
Ｄ Ｃ — Ｄ ｃ 变换器的交错并联磁集成技术研究综述
２ ０ １ ５ ／ ｇ ８ Ｙ Ｊ
义 ，所 谓 磁 集 成 技 术 ，就 是 将 变 换 器 中 的 两 个 或 多 个 分 立 磁 件 绕 制 在 一 副 磁 心 上 ，从 结 构 上 集 中 在 一
表于２ ０ ０ １ 年 ， 在 最 近 ５年，共 检 索到 论 文 ４ ０篇 ，在 最 近 ３年里 （ ２ ０ １ ０
年 １月 １日以 后 ） ，共 检 索 到论 文 ３ ２篇 。再 看看 国 内的 情况 ，截 止 ２ ０ １ ３ 年 １ ０月 ２ ７ Ｅ ｔ ，在 中国知网上
用 研 究 。 ， 。 ” 。
年 １ 月 １日以 后 ） ，共 检 索 到 论 文 １ ４ ５篇 ， 在 最
近 ３ 年 里 （ ２ ０ ｌ ０年 １ 月 １日以 后 ） ， 共 检 索 到 论
文 １ １ ６篇 。 而 关 于 “交 错 并 联 （ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ）＋ 磁 集成 （ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ － ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ” 和 “交 错 并 联
基于分布式控制的DCDC变换器并联系统自动交错方案.
基于分布式控制的DC/DC变换器并联系统自动交错方案引言较之传统的单电源供电而言，并联电源具有很多优点，如可实现大容量、高效率，能够达到较高的可靠性，能够根据需要配置成为冗余系统，能够实现电源的模块化等。
而几个DC/DC模块并联运行时，如果能够实现各模块的交错运行，则可以减小总的电压和电流纹波幅值，提高纹波频率，从而提高输出电压电流的质量。
对一台CCM模式运行的N模块并联电源系统而言，实现交错运行将使得系统的纹波幅值较之单模块大为减小，而纹波频率则提高N倍。
交错运行方案已被广泛采用于DC/DC并联电源系统中，不过现有方案多采用集中式控制，通过一个独立的控制模块产生一系列频率相同而相位差为2πPN的触发脉冲来驱动相应的变换器。
这种方案优点是控制简单，但其缺点也显而易见，即该方案难以适应模块数目变化的情况。
此外集中控制单元的采用也使得系统的可靠性极大地取决于控制单元的可靠性，提高了系统的运行风险。
为了解决集中式控制的不足，有文献提出了一种基于交错线的自动交错控制方案，该方案采用分布式控制，能够适应模块数目变化的情况，而且分布式控制的采用也降低了系统由于集中式控制单元而带来的运行风险。
较之传统的集中式控制方案而言，这种控制方案的优势是很明显的，但其缺点也很明显，那就是交错线的引入一方面使得系统的模块化无法真正实现，另一方面，交错线极易受到干扰，这使得系统的可靠性受到影响。
为了解决现有交错运行控制方案的缺点，本文研究了一种无交错线自动交错控制方案，这种方案采用分布式控制，而且不需要交错线，能够提高系统运行的可靠性，并且实现真正的模块化。
无交错线自动交错原理基于无交错线自动交错控制方案的三模块并联系统的电路结构图如图1所示，其中主电路采用普通BUCK变换器。
由于模块2、3的结构与模块1完全一样，故而简化之。
图1 三模块并联系统结构图从图1可以看出，三个参与并联的模块只有输出端通过负载相互连接，此外模块之间再无其他连接线。
交错并联DC-DC变换器方案
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。
一种三相交错并联双向DC／DC变换器的研究
ＤＣ／ＤＣ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｔｅ ｒ ｒ ｔ ｏ ｐ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ — ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｌｓ ａ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｄ ｂ ｉ — ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ＤＣ ／ ＤＣ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍｓ，ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｕ ｒｅ ｎ ｔ ，ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｇ ｕ ｒａ ａ ｎ ｔ ｅ ｅ ｏｒ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ —
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ３， Ｃｈ ｉ ｎ ａ； ２． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ７ １ １ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ，
一种复合储能系统两相交错并联双向DC-DC 变换器的研究
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·48·2021年第01期文章编号：2095－6835（2021）01－0048－03一种复合储能系统两相交错并联双向DC-DC变换器的研究＊曹洪奎，杨钦鹏，岳城，彭冲（辽宁工业大学电子与信息工程学院，辽宁锦州121001）摘要：为了提高复合储能系统双向DC-DC变换器的效率，减小输出电流纹波系数，研究一种复合储能系统两相交错并联双向DC-DC变换器，主要由主功率变换电路、隔离驱动电路、单片机控制电路、A/D转换电路、显示电路和辅助电源电路组成。
主功率变换电路由两个DC/DC变换器单体并联构成，单片机作为控制核心，通过A/D 转换器PCF8591T采集双向DC/DC变换器两端的电压信号，自动判断升降压模式，采用PI算法产生PWM输出信号，驱动主功率变换电路中功率MOS管的导通和关断，从而达到升压或降压的目的。
两个双向DC/DC变换器单体并联，相位相差180°，实现12V和5V电压双向转换。
测试表明，变换器的功率可以达到30W，效率达到85%以上，系统各项功能满足实际应用的要求。
关键词：双向DC/DC变换器；交错并联；PI算法；PWM中图分类号：TM46文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2021.01.0161引言随着科技的不断发展，电子技术已经有了很大的变革，很多的电子设备已经不再是依赖单一电源供电。
在微电网中，储能装置是重要组成部分，它不但有着消峰填谷的作用，还起到稳定直流母线电压和功率补偿的作用。
储能装置主要包括需燃料电池、超级电容器、蓄电池等，不同的储能电池具有不同的优缺点，而由多种储能电池构成的复合储能系统能克服单一电池的缺点，发挥不同电池的优势，由于不同储能电池的电压-电流特性不同，所以不能直接并联使用，需要通过双向DC-DC变换器来控制复合储能系统的充电和放电。
交错并联同步整流DC-DC变换器的研究
高频开关电源课程报告交错并联同步整流DC-DC变换器的研究Research on a Interleaved DC-DCConverter Using Synchronous RectificationABSTRACT:As the rapid development of power electronics technique, the switch supply have been advanced. It has replaced the linear steady voltage supply and because the most extensive direct current steady voltage supply that has been applied. It’s determined by the predominant performance of switch supply. Switch supply is consisted of AC-DC and DC-DC. As the work of large scale integrated circuit is normal, VRM is required to decrease low output voltage, continuous to increase output current, and also meets high efficiency, rapid dynamic response etc, in order to meet these needs, low voltage and high current DC-DC converter reflects the development orientation of switching power supply. To optimize the performance of low-voltage/high-current DC-DC converter, it is necessary to enhance it’s topology and control method. In this paper, synchronous rectifier and the multi-phase interleaved parallel technology are studied, presents a low voltage high current DC-DC converter design. I apply Matlab/Simulink software to simulate the circuit and the results verify the validity of the proposed scheme.KEY WORDS：buck converter，low voltage and high current，synchronous rectifier interleaved，Matlab/Simulink摘要：随着电力电子技术的飞速发展，开关电源技术不断得到提高，现在它已经取代线性稳压电源，成为目前最为广泛使用的直流稳压电源，这主要是由它的优越性能所决定的。
同步整流技术及其在DCDC变换器中的应用
同步整流技术及其在DC／DC变换器中的应用摘要：同步整流技术是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管，因此能大大降低整流器的损耗，提高DC／DC变换器的效率，满足低压、大电流整流的需要。
首先介绍了同步整流的基本原理，然后重点阐述同步整流式DC／DC 电源变换器的设计。
关键词：同步整流；磁复位；箝位电路；DC／DC变换器1 同步整流技术概述近年来随着电源技术的发展，同步整流技术正在向低电压、大电流输出的DC／DC变换器中迅速推广应用。
DC／DC变换器的损耗主要由3部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗。
在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。
快恢复二极管（FRD）或超快恢复二极管（SRD）可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管（SBD），也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。
举例说明，目前笔记本电脑普遍采用3.3V甚至1.8V或1.5V的供电电压，所消耗的电流可达20A。
此时超快恢复二极管的整流损耗已接近甚至超过电源输出功率的50％。
即使采用肖特基二极管，整流管上的损耗也会达到（18％～40％）PO，占电源总损耗的60％以上。
因此，传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率及小体积的需要，成为制约DC／DC变换器提高效率的瓶颈。
同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。
它能大大提高DC／DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。
功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。
用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。
为满足高频、大容量同步整流电路的需要，近年来一些专用功率MOSFET不断问世，典型产品有FAIRCHILD公司生产的NDS8410型N沟道功率MOSFET，其通态电阻为0.015Ω。
交叉级联正激式同步整流拓朴实现DC-DC变换器
交叉级联正激式同步整流拓朴实现DC-DC变换器
1 概述
DC-DC 变换器是开关电源的核心组成部份，常用的正激式和反激式电路拓朴。
常规正激式变换器的功率处理电路只有一级，存在MOSFET 功率开关电压应力大，特别是当二次侧采用自偏置同步整流方式，输入电压变化范围较宽，如输入电压为75V 时，存在栅极偏置电压过高，甚至有可能因栅压太高而损坏同步整流MOSFET 的危险。
而且当输出电流较大时，输出电感上的损耗
将大大增加，严重地影响了效率的提升。
使用交叉级联正激式同步整流变换电路，不但输出滤波电感线圈可省去，实现高效率、高可靠DC-DC 变换器，达
到最佳同步整流效果。
2 基本技术
2.1 交叉级联正激变换原理
交叉级联变换的拓朴如
2.2 同步整流技术
众所周知，普通二极管的正向压降为1V，肖特基二极管的正向压降为0.5V，采用普通二极管和肖特基二极管作整流元件，大电流情况下，整流元件自身的功耗非常可观。
相比之下，如果采用功率MOSFET 作整流元件，则
当MOSFET 的栅源极施加的驱动电压超过其闽值电压，MOSFET 即进入导通状态，无论从漏极到源极或从源极到漏极，均可传导电流。
导通电流在MOSFET 上产生的压降仅与MOSFET 的沟道电阻成比例关系，n 个MOSFET 并联时，压降可降为单个MOSFET 的1/ n。
因此，理论上由整流元件压降产生的损耗可人为的降到最小。
同步整流(SynchronousRectify，缩写为SR)正是利用。
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高频开关电源课程报告交错并联同步整流DC-DC变换器的研究Research on a Interleaved DC-DCConverter Using Synchronous RectificationABSTRACT:As the rapid development of power electronics technique, the switch supply have been advanced. It has replaced the linear steady voltage supply and because the most extensive direct current steady voltage supply that has been applied. It’s determined by the predominant performance of switch supply. Switch supply is consisted of AC-DC and DC-DC. As the work of large scale integrated circuit is normal, VRM is required to decrease low output voltage, continuous to increase output current, and also meets high efficiency, rapid dynamic response etc, in order to meet these needs, low voltage and high current DC-DC converter reflects the development orientation of switching power supply. To optimize the performance of low-voltage/high-current DC-DC converter, it is necessary to enhance it’s topology and control method. In this paper, synchronous rectifier and the multi-phase interleaved parallel technology are studied, presents a low voltage high current DC-DC converter design. I apply Matlab/Simulink software to simulate the circuit and the results verify the validity of the proposed scheme.KEY WORDS：buck converter，low voltage and high current，synchronous rectifier interleaved，Matlab/Simulink摘要：随着电力电子技术的飞速发展，开关电源技术不断得到提高，现在它已经取代线性稳压电源，成为目前最为广泛使用的直流稳压电源，这主要是由它的优越性能所决定的。
开关稳压电源包括 AC-DC 和 DC-DC 两部分。
大规模集成电路正常工作时，要求VRM(Voltage Regulation Module) 应具有较低的输出电压和较大的输出电流，同时还需满足效率高、动态响应速度快等特点，为了满足上述需求，低压大电流 DC-DC变换器成为开关电源的主要研究发展方向。
综合考虑，为了进一步优化低压大电流 DC-DC 的性能，需要不断提高它的拓扑结构及控制方法。
本文针对同步整流、多相交错并联及多路均流等技术进行研究，给出了一种低压大电流 DC-DC 变换器的设计方案，并在 Matlab/Simulink 仿真环境下采用 PWM 脉冲调制方式和四相相位相差 90°的方法对四相交错并联 Buck 变换器电路进行仿真。
结果与期望一致，达到满意效果。
关键词：Buck 变换器；低压大电流；同步整流；交错并联；Matlab/Simulink仿真1 引言随着信息技术的快速发展和广泛应用，为了满足日益增长的、更加复杂的实时计算要求，今天许多系统采用了大量的高功率计算芯片，包括CPU、FPGA 和存储器等。
为了提高计算速度就必然要求其供电电源工作频率和供电电流相应增加，同时为了减小能量损耗则要求供电电压反而越来越低，预计未来设备要求电流超过100A而电压却低于1V。
由于主板空间非常宝贵，要求供电电源体积越小越好。
这样人们对VRM提出了新的挑战：要求VRM 有超快的负载电流响应速度，并且保证输出电压有相当高的稳定度，同时又要求VRM的功率变换效率高，尽可能提高开关频率，减小VRM体积，以适应模块化发展方向，这些性能要求对VRM的设计提出了严峻地挑战，必须通过有效的方式和途径来解决[1-2]。
在过去的几十年，世界各国的研究人员对低压大电流DC-DC 变换器的研究方兴未艾，现在运行在电压1.5-3.3V、电流40-50A 的微处理器已经相当普通。
下面，今后几十年关于电压降低和电流提高的趋势也在图1表示出来[3]。
221222324252627282921211212213214215216217218图1 微处理器今后长期的电压电流走势图低压大电流DC-DC变换器性能优劣是通过它的技术指标来衡量的，这主要包括：动态响应速度、尺寸、效率、功率密度等。
为了满足以上技术指标的要求，就需要应用各种方法来完善它们。
这些包高频开关电源课程报告括：高频化、同步整流技术、多重多相技术、磁集成技术、软开关技术等。
本文在Buck 型变换器基础上，从同步整流、多相技术、均流技术三个方面进行研究。
利用Matlab仿真软件的Simulink环境进行四相交错并联Buck变换器电路的仿真，同时对实验数据及波形进行分析。
2 Buck型DC-DC变换器直流—直流（DC-DC）变换器，又称为直流斩波器。
这种变换器的特点是：利用晶闸管或其他电力半导体器件为无触点开关，接于电源与负载之间，控制晶闸管的通断来改变加到负载电路上的直流电压平均值，从而得到可调的负载电压。
通常当输入电压为5V、12V 时采用非隔离型的电路拓扑，典型的有Buck 变换器，而当输入电压为48V 时则采用隔离型的电路拓扑，典型的有半桥、全桥、推挽变换器等。
因此本文主要介绍Buck型DC-DC 变换器。
U iU o图2 Buck 变换器基本结构图1) 电流连续状态(CCM)表示开关管导通的时间，用表示开关管截止的时间。
T表示一个开关周期。
①开关导通状态在工作过程中，当开关S导通后，电容C开始充电，加在R两端的输出电压开始上升，在C充电过程中，电感L内的电流逐渐增加，存储的磁场能量也逐渐增加。
②开关断开状态经过导通时间后，控制信号使开关截止，L中的电流减小，L两端产生的感应电势使D导通，L中存储的磁场能量便通过续流二极管D传递给负载。
当输出电压低于电容C两端的电压时，C便向负载放电，脉冲控制信号又使开关导通，上述过程重复发生。
在稳定状态下，一个开关周期中，电感伏秒积的代数和为0。
即：电感两端的平均电压为0。
()0ONONt Ti o otU U dt U dt--=⎰⎰ (1)()i o ON o OFFU U t U t-= (2)()(1)i o oU U DT U D T-=- (3)ONo i itU U DUT== (4)其中D为占空比on tD T=由式(4)可知，输出电压与主开关管的占空比D成正比。
由于占空比D总是小于1，所以总是小于，故常称为降压型开关稳压器。
U iUuiI图3 CCM 工作模式波形图2) 非连续导通模式(DCM)假设用表示开关管导通的时间，用1T∆表示开关管关断直至电感电流持续下降直到零的时间，用2T∆表示电感电流保持为零的时间。
在工作过程中，当控制脉冲使开关导通之后，电容C开始充电，加到负载R两端的输出电压开始上升，电感L内的电流从零开始逐渐增加，存储的磁场能量也从零开始逐渐增加。
此时，续流二极管D因反向偏置而截止。
经过导通时间DT，以后高 频 开 关 电 源 课 程 报 告开关管截止，L 中的电流减小,L 两端产生的感应电势使D 导通，L 中存储的磁场能量便通过续流二极管D 传递给负载。
当负载电压低于电容 C 两端的电压时，C 便向负载放电。
经过关断时间1T ∆以后，电感中的电流减小到零，电感中没有能量的存储，完全靠电容C 对负载放电维持输出电压。
此时，续流二极管 D 因反向偏置而截止，故电感中不会出现反向电流。
在经过2T ∆后，控制脉冲信号又重新使开关导通，上述过程重复发生。
LuT2∆图 4 DCM 工作模式波形图同理CCM 情况1()i o o U U DT TU -=∆ （5）111o i U DD U D =+∆<+∆ (6)式(6)即为Buck 型开关电源工作于非连续导通模式时输入电压和输出电压之间的直流关系。
具体1∆表达式不在此表示。
3 同步整流技术传统的整流电路采用功率二极管，由于二极管的通态电压降较高，因此整流损耗成为变换器的主要损耗,已无法满足低电压大电流开关电源高效率、小体积的需要。
MOSFET 导通电阻低、开关时间短、输入阻抗高,成为低电压大电流功率变换器首选的整流器件。
根据MOSFET 的控制特点,产生了同步整流这一新型的整流技术。
3.1 基本工作原理[5]下图所示为N 沟道功率MOS 管构成的同步整流管SR 和SBD 整流二极管的电路图形符号，整流二极管有两个极：阳极A 和阴极K 。
功率MOS 管有三个极：即漏极D 、源极S 和门极G 。
在用作同步整流时，将功率MOS 管反接使用，即源极S 接电源正端，相当于二极管的阳极A ；漏极D 接电压的负端，相当于二极管的阴极K ；当功率MOS 管在门极G 信号的作用下导通时，电流由源极S 流向漏极D 。
功率MOS 管作为开关使用时，漏极D 接电源正端，源极S 接电压负端；导通时，相当于开关闭合，电流由漏极D 流向源极S 。
GS门极AK（a ）电路图形符号+—RRoT/2ToT/2Tu Ru（b ） 半波整流电路原理图 图5 同步整流管和整流二极管当SR 的门极驱动电压与正弦波电源电压u同步变化时，则负载R 上得到的是与二极管整流电路相同的半波正弦波电压波形。
SR 的源-漏级之间有寄生的体二极管，当加在门极和源极(G-S)之间的驱动信号为“0”时，SR 关断，但电流仍然可以由体二极管流通。