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高频开关电源的电荷控制

发布时间:2020-02-03 03:39:18 阅读: 来源:高速门厂家

1979年,A.Carpel提出了用电荷控制的DC/DC转换器双环控制系统,图1(a)为电荷控制反激式转换器的原理电路,图中未画出电压环。图1(b)为工作波形。在电荷控制的模式中,检测的是主开关管V的电流iv,然后经过电容CB积分。电容电压uT与电荷Q成正比,uT与其给定值Ue比较后,经过PWM产生占空比Du。

图1 电荷控制的DC/DC反激式转换器

电荷控制是一种特殊的电流型控制。其工作原理是:在每个开关周期开始时,主功率开关管V开通,在tON时间内,开关电流iv的积分为电荷Q,Q与开关电流iv的平均值Iv成正比,利用ton时间内CT上的电荷量作为负反馈控制信号。当电容q上的电压峰值UT=Ue时,主功率开关管V关断,逻辑元件使控制电路中的开关V1闭合,电容CT放电。在一个开关周期的开始前放完电。电容CT在每个开关周期内充、放电一次,即被控制的是一个周期内的电荷。

电荷控制的特点是:开关噪声较小,可以控制开关电流的平均值。对于Buck、Flyback等转换器,其输人电流是脉动的,无法用平均电流型控制,否则需要较强的滤波器。因此电荷控制适合于在Buck转换器和Fly,back型CCM模式的功率因数校正装置中应用。也可以用于谐振转换器,而电流峰值和平均电流型控制,都不能应用于谐振转换器。

电荷控制的缺点是:电流环的稳定性与输人电压及负载的变化有关,其应用也因此而受到限制。

1994年,W.Tang建立了电荷控制开关转换器的瞬态分析模型。并将这种控制方法推广应用到多谐振正激式转换器(有三个谐振元件的准谐振转换器)。20世纪末,国内专业人士将这种控制原理成功地应用于40V/50A的LCC谐振转换器,并实现了产业化。

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