准谐振DC-DC转换器的设计

我原以为，这是一个简单的项目，直到遇到其他资深专业人士对所使用的方法和所获得的结果的拒绝。有这些准谐振DC 到 DC 转换器正在使用中，它们的预期工作频率为 100 kHz。他们所在的系统有微电脑控制，软件以 100 kHz 频率为基础，我的任务是对转换器操作进行最坏情况分析。

 

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产生了 100 kHz 的数值结果，因此每个人都假设 100 kHz 必须是转换器的工作频率。

我决定使用递归微分方程进行分析。当我想出只有 80 kHz 而不是 100 kHz 的工作频率计算时，项目工程师认为我一定是错的，但他在我的工作中找不到任何缺陷。然而，部门经理对我很生气。

他是一个非常聪明的人，我见过他提出了一些出色的工程工作，但他没有耐心，尤其是对我选择的分析方法。他转向项目工程师喊道：“教邓恩这东西是怎么工作的！！！”。

在花了一点时间让自己平静下来之后，我对转换器进行了 SPICE 分析，瞧，我想出了相同的 80 kHz。我还看到了使用微分方程得到的相同波形。在这一点上稍加反思，低于预期的工作频率的原因就变得清晰了。

 

图 2：对转换器的 SPICE 分析揭示了真相。

发生的事情是 MOSFET 开关周期的导通时间增加了原本 LC 组合的 (10)10 微秒时间段的时间。在 MOSFET 关断期间，波形曲率将遵循 100 kHz 正弦曲线的轮廓，但该轮廓在导通期间被中断和覆盖。

任何此类转换器都必须受到其电源开关导通时间的限制，以在一定程度上低于单独 LC 对的原始谐振频率的工作频率下运行。没有转换器可以在其 LC 谐振频率或以上运行，只能在该频率以下运行。。

　　审核编辑：汤梓红