适应宽电压输入的两级式DC/DC变换器

发布时间：2021-02-06 12:54

　　模块化电源要求DC/DC变换器能适应宽范围电压输入,而单级式拓扑往往不能满足要求,为此,研究了一种两级式变换拓扑。该拓扑的第1级为具有宽调节特性的双管Buck/Boost变换器,第2级为具有软开关特性的LLC谐振变换器。分析了两级式变换器的工作原理、设计要点和数字化实现方式,搭建了输出功率为200 W的两级式DC/DC变换器原理样机。实验结果表明,提出的两级式变换拓扑具有输入电压范围宽、整机效率高的特点。 

【文章来源】：电气传动. 2020,50(07)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

Buck/Boost-LLC两级式功率拓扑

3）同步整流控制。由于本文设计的模块化电源的输出电压低、电流大，为提高整流效率，在输出端使用了同步整流技术，用MOSFET代替二极管整流。其工作原理如下：首先，通过电流传感器检测整流桥输出电流，再对检测的电流滤波，后进入超前校正环节以补偿检测信号的延迟；然后，通过零点检测环节将电流信号转换为同频相的方波信号，再驱动同步整流管导通。为避免驱动电路在电流过零点附近多次触发同步整流管，在驱动电路中增加了死区控制。2 变换器设计要点

双管Buck/Boost电路是Buck变换器和Boost变换器的结合，有双模式和单模式2种工作方式。双模式控制具有转换效率高的优点，本文采用双模式控制。双模式控制等效电路如图3所示。双模式控制策略为：输入电压大于输出电压，即Uin>Uo时，电路切换到Buck工作模式。此时，开关管S2一直关断，S1输出占空比为d的PWM波。当Uin<Uo时，电路切换到Boost模式，此时开关管S1一直开通，S2输出占空比为d的PWM波。为了实现Buck/Boost电路的模式切换，一般有双调节器和单调节器2种工作方式[3]。在双调节器方式下，通过2个调节器分别控制Buck/Boost电路的2个开关管独立工作，实现输出电压调节。由于双调节器方式是通过判断输入电压的值决定变换器的工作模式，当负载变化时，工作模式分界点会发生变化，这样会影响控制的输出电压的准确性。Buck/Boost电路的第2种控制方法为单调节器方式，它是通过2个相同频率和不同幅值的载波来实现Buck/Boost电路的模式切换的。这种控制方法不需要根据输入电压来切换工作模式，而是由电压调节器的输出信号的大小来确定变换器的工作模式。但是，单调节器工作方式的缺点是当输入电压与输出电压相等和值接近时，控制器会在Buck和Boost工作模式之间频繁切换，带来很大的电磁干扰。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3020646