高壓直流供電系統(tǒng)中高頻DC-DC變換技術的研究.pdf

1、近年來，隨著全球數(shù)據(jù)通信量的快速增長，ICT(Information and CommunicationTechnology)設備的電能消耗也在不斷增加，在數(shù)據(jù)中心構建一個合理的供電系統(tǒng)就顯得尤為必要。高壓直流供電系統(tǒng)以其簡單的系統(tǒng)結構、較低的傳輸電流以及較高的傳輸效率等優(yōu)異的性能，在近年來得到了廣泛的關注，有著廣泛的應用前景。而DC/DC變換器的高頻化，能有效縮小供電電源模塊中磁元件的體積，對于提高高壓直流供電系統(tǒng)的功率密度，有著重要

2、意義。因此本文針對應用于數(shù)據(jù)中心高壓直流供電系統(tǒng)中的高頻DC/DC變換器進行研究。
　　本文首先對數(shù)據(jù)中心高壓直流供電系統(tǒng)提出的背景，系統(tǒng)內(nèi)部各個模塊的基本功能，下一代高壓直流供電系統(tǒng)的特點，諧振變換技術在高壓直流供電系統(tǒng)中的應用以及新型寬禁帶碳化硅半導體器件的優(yōu)異特性進行了概述。
　　然后，使用基波分析法(FHA)對高頻諧振DC/DC變換器的模型進行簡化，得到其增益特性曲線并對其進行了研究。同時，文中還對諧振變換器開關頻率

3、略低于諧振頻率時的電路模態(tài)進行了研究。并詳細分析了LLC諧振變換器的軟、硬開關過程，以及電路實現(xiàn)軟開關的幾個基本條件。
　　之后，對DC/DC變換器進行優(yōu)化設計。結合數(shù)據(jù)中心高壓直流供電系統(tǒng)這一應用背景，對變換器主電路進行了設計，包括電路中主要元件的選型以其磁元件的優(yōu)化。并在綜合考慮碳化硅MOSFET器件的特點、驅動電路的可靠性以及電路高頻化的需求之后，對碳化硅MOSFET的驅動電路進行了設計。還對變換器的損耗進行了分析，以評估變