恒定開關(guān)頻率的自適應(yīng)PWM調(diào)制器
發(fā)布時間:2018/5/8 15:21:10 訪問次數(shù):985
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在一個基于fot控制方法的開關(guān)式轉(zhuǎn)換器內(nèi),控制器使功率開關(guān)管的關(guān)斷時間(toff)固定不變,并調(diào)制功率開關(guān)的導(dǎo)通時間(ton),以此調(diào)整輸出電壓或電流。反之亦然,cot控制方法是使功率開關(guān)的導(dǎo)通時間固定不變,同時調(diào)制功率開關(guān)的關(guān)斷時間,調(diào)整轉(zhuǎn)換器的輸出電壓電流。最簡單的fot或cot電路會導(dǎo)致開關(guān)頻率(fsw)顯著變化,這主要與輸入輸出電壓設(shè)置點和負載(ccm 或dcm模式)有關(guān)。具體地講,當負載降低時,開關(guān)頻率將會升高,導(dǎo)致能效降低或產(chǎn)生意外的特性(需要更寬的emi濾波器),這是一個眾所周知的技術(shù)缺點,不少文獻中都有記載解決這個問題的辦法。http://weiyoudu.51dzw.com
例如,用fot方法控制ccm pfc前級升壓穩(wěn)壓器,導(dǎo)致開關(guān)頻率隨電網(wǎng)電壓和負載條件而發(fā)生明顯變化[1]。按照實時電網(wǎng)電壓調(diào)制關(guān)斷時間,可以降低開關(guān)頻率(toff kt vin, pk sinθ), 只要升壓級是ccm模式,最終開關(guān)頻率是恒定的[2],如圖1右圖所示。
cot被廣泛用于控制基于降壓[3-5]和升壓[6]拓撲的dc/dc轉(zhuǎn)換器。在降壓轉(zhuǎn)換器[3]內(nèi),假設(shè)是ccm模式且忽略寄生效應(yīng)(例如,功率開關(guān)和濾波電感器的電阻),按照檢測到的輸入輸出電壓調(diào)制導(dǎo)通時間,可以產(chǎn)生恒定的開關(guān)頻率。事實上,根據(jù)[4]-[5],實現(xiàn)這個目標還需要檢測功率開關(guān)上的電壓并按照該電壓對導(dǎo)通時間進行深度調(diào)制。同樣的方法還用于cot 升壓轉(zhuǎn)換器[6]和fot升壓轉(zhuǎn)換器[7]。值得注意地是,關(guān)于如何將開關(guān)頻率變化降到最小,[2-7]給出的解決方法都是基于轉(zhuǎn)換器占空比估算值(這與ccm模式下的理想開關(guān)頻率密切相關(guān))和檢測轉(zhuǎn)換器電網(wǎng)電氣參數(shù)(例如,輸入輸出電壓、功率開關(guān)/電感器電壓降等)。http://weiyoudu.51dzw.com
為解決前文提到的所有缺點,本文提出的調(diào)制器的主要思路是測量功率開關(guān)的導(dǎo)通時間(或關(guān)斷時間),然后根據(jù)這個信息適時調(diào)制關(guān)斷或?qū)〞r間,最終取得恒定開關(guān)頻率。
值得注意地是,本文提出的調(diào)制器僅基于轉(zhuǎn)換器功率開關(guān)的柵極驅(qū)動邏輯信號(q),因此,是一個適用于所有轉(zhuǎn)換器拓撲的通用調(diào)制器。
我們采用psim 仿真法在不同的拓撲(例如,dc/dc降壓cot、pfc升壓fot、dc/dc反激式fot轉(zhuǎn)換器等) 內(nèi)測試并驗證圖2所示調(diào)制器。
因篇幅原因就不在這里贅述良好的測試結(jié)果,我們在pfc前級升壓穩(wěn)壓器上通過實驗方法驗證這款創(chuàng)新的調(diào)制器的性能。
具體地講,開關(guān)頻率在寬輸入電壓(230vac-左和115vac-右)范圍和所有負載條件中(ccm-左, dcm - 右)保持恒定。與標準lm-fot方法相比,本文提出的創(chuàng)新調(diào)制器的性能大幅改進,特別是在高壓線dcm運行模式更為明顯。
本文提出一個創(chuàng)新的采用fot/cot方法實現(xiàn)恒定開關(guān)頻率的自適應(yīng)pwm調(diào)制器,并通過仿真和實驗方法驗證了這個概念。在摘要中,我們介紹了這個調(diào)制器設(shè)計的工作原理。這篇論文的正文部分還將探討非理想因素(例如,ct2 電容上的紋波)的重要影響和調(diào)制器小信號模型,以及更多信息和仿真驗證實驗結(jié)果。http://weiyoudu.51dzw.com
來源:21ic
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例如,用fot方法控制ccm pfc前級升壓穩(wěn)壓器,導(dǎo)致開關(guān)頻率隨電網(wǎng)電壓和負載條件而發(fā)生明顯變化[1]。按照實時電網(wǎng)電壓調(diào)制關(guān)斷時間,可以降低開關(guān)頻率(toff kt vin, pk sinθ), 只要升壓級是ccm模式,最終開關(guān)頻率是恒定的[2],如圖1右圖所示。
cot被廣泛用于控制基于降壓[3-5]和升壓[6]拓撲的dc/dc轉(zhuǎn)換器。在降壓轉(zhuǎn)換器[3]內(nèi),假設(shè)是ccm模式且忽略寄生效應(yīng)(例如,功率開關(guān)和濾波電感器的電阻),按照檢測到的輸入輸出電壓調(diào)制導(dǎo)通時間,可以產(chǎn)生恒定的開關(guān)頻率。事實上,根據(jù)[4]-[5],實現(xiàn)這個目標還需要檢測功率開關(guān)上的電壓并按照該電壓對導(dǎo)通時間進行深度調(diào)制。同樣的方法還用于cot 升壓轉(zhuǎn)換器[6]和fot升壓轉(zhuǎn)換器[7]。值得注意地是,關(guān)于如何將開關(guān)頻率變化降到最小,[2-7]給出的解決方法都是基于轉(zhuǎn)換器占空比估算值(這與ccm模式下的理想開關(guān)頻率密切相關(guān))和檢測轉(zhuǎn)換器電網(wǎng)電氣參數(shù)(例如,輸入輸出電壓、功率開關(guān)/電感器電壓降等)。http://weiyoudu.51dzw.com
為解決前文提到的所有缺點,本文提出的調(diào)制器的主要思路是測量功率開關(guān)的導(dǎo)通時間(或關(guān)斷時間),然后根據(jù)這個信息適時調(diào)制關(guān)斷或?qū)〞r間,最終取得恒定開關(guān)頻率。
值得注意地是,本文提出的調(diào)制器僅基于轉(zhuǎn)換器功率開關(guān)的柵極驅(qū)動邏輯信號(q),因此,是一個適用于所有轉(zhuǎn)換器拓撲的通用調(diào)制器。
我們采用psim 仿真法在不同的拓撲(例如,dc/dc降壓cot、pfc升壓fot、dc/dc反激式fot轉(zhuǎn)換器等) 內(nèi)測試并驗證圖2所示調(diào)制器。
因篇幅原因就不在這里贅述良好的測試結(jié)果,我們在pfc前級升壓穩(wěn)壓器上通過實驗方法驗證這款創(chuàng)新的調(diào)制器的性能。
具體地講,開關(guān)頻率在寬輸入電壓(230vac-左和115vac-右)范圍和所有負載條件中(ccm-左, dcm - 右)保持恒定。與標準lm-fot方法相比,本文提出的創(chuàng)新調(diào)制器的性能大幅改進,特別是在高壓線dcm運行模式更為明顯。
本文提出一個創(chuàng)新的采用fot/cot方法實現(xiàn)恒定開關(guān)頻率的自適應(yīng)pwm調(diào)制器,并通過仿真和實驗方法驗證了這個概念。在摘要中,我們介紹了這個調(diào)制器設(shè)計的工作原理。這篇論文的正文部分還將探討非理想因素(例如,ct2 電容上的紋波)的重要影響和調(diào)制器小信號模型,以及更多信息和仿真驗證實驗結(jié)果。http://weiyoudu.51dzw.com
來源:21ic
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