淺談準(zhǔn)諧振DC / DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)

我以為這是一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，直到其他高級(jí)專業(yè)人員拒絕使用所使用的方法和所獲得的結(jié)果。這些準(zhǔn)諧振DC - DC轉(zhuǎn)換器一起使用，其預(yù)期工作頻率為100 kHz。他們參與其中的系統(tǒng)具有微計(jì)算機(jī)控制，其軟件以100 kHz的頻率為基礎(chǔ)，我的任務(wù)是對(duì)轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行情況進(jìn)行最壞情況分析。

圖1：這是準(zhǔn)諧振DC / DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。

L是變壓器的繞組電感，C是聚丙烯電容器。具有這兩個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)諧振方程得出的數(shù)字結(jié)果為100 kHz，因此每個(gè)人都假定必須將100 kHz作為轉(zhuǎn)換器的工作頻率。

我決定使用遞歸微分方程進(jìn)行分析。當(dāng)我計(jì)算出僅80 kHz而不是100 kHz的工作頻率時(shí)，項(xiàng)目工程師以為我一定錯(cuò)了，但是他找不到我的工作中的任何缺陷。但是，部門經(jīng)理對(duì)我真的很不高興。

他是一個(gè)非常聰明的人，我見(jiàn)過(guò)他提出過(guò)一些出色的工程工作，但是他耐心不已很久，尤其是對(duì)于我選擇的分析方法。他求助于項(xiàng)目工程師，大聲喊道：“教鄧恩這東西是如何工作的?。?！”

花了一些時(shí)間讓自己平靜下來(lái)之后，我對(duì)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了SPICE分析，然后發(fā)現(xiàn)，我得出了相同的80 kHz信號(hào)。我還看到了與使用微分方程得到的波形相同的波形。在這一點(diǎn)上進(jìn)行了一點(diǎn)思考，就知道了低于預(yù)期工作頻率的原因。

圖2：對(duì)轉(zhuǎn)換器的SPICE分析揭示了真相。

發(fā)生的情況是，MOSFET開(kāi)關(guān)周期的導(dǎo)通時(shí)間增加了時(shí)間，否則，僅LC組合就需要10毫秒的時(shí)間。在MOSFET關(guān)斷期間，波形曲率將遵循100 kHz正弦波的輪廓，但在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)該輪廓被中斷并被覆蓋。

任何此類轉(zhuǎn)換器都必須受到其電源開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間的限制，才能在必須比單獨(dú)的LC對(duì)的原始諧振頻率低某種程度的工作頻率下運(yùn)行。任何轉(zhuǎn)換器都不能以其LC諧振頻率或更高的頻率工作，而只能在該頻率以下。

編輯：hfy