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浅谈准谐振DC/DC转换器的设计

作者:John Dunn

我以为这是一个简单的项目,直到其他高级专业人员拒绝使用所使用的方法和所获得的结果。这些准谐振DC - DC转换器一起使用,其预期工作频率为100 kHz。他们参与其中的系统具有微计算机控制,其软件以100 kHz的频率为基础,我的任务是对转换器的运行情况进行最坏情况分析。

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图1:这是准谐振DC / DC转换器的设计。

L是变压器的绕组电感,C是聚丙烯电容器。具有这两个值的标准谐振方程得出的数字结果为100 kHz,因此每个人都假定必须将100 kHz作为转换器的工作频率。

我决定使用递归微分方程进行分析。当我计算出仅80 kHz而不是100 kHz的工作频率时,项目工程师以为我一定错了,但是他找不到我的工作中的任何缺陷。但是,部门经理对我真的很不高兴。

他是一个非常聪明的人,我见过他提出过一些出色的工程工作,但是他耐心不已很久,尤其是对于我选择的分析方法。他求助于项目工程师,大声喊道:“教邓恩这东西是如何工作的!!!”

花了一些时间让自己平静下来之后,我对转换器进行了SPICE分析,然后发现,我得出了相同的80 kHz信号。我还看到了与使用微分方程得到的波形相同的波形。在这一点上进行了一点思考,就知道了低于预期工作频率的原因。


图2:对转换器的SPICE分析揭示了真相。

发生的情况是,MOSFET开关周期的导通时间增加了时间,否则,仅LC组合就需要10毫秒的时间。在MOSFET关断期间,波形曲率将遵循100 kHz正弦波的轮廓,但在导通时间内该轮廓被中断并被覆盖。

任何此类转换器都必须受到其电源开关的导通时间的限制,才能在必须比单独的LC对的原始谐振频率低某种程度的工作频率下运行。任何转换器都不能以其LC谐振频率或更高的频率工作,而只能在该频率以下。

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