反激变换器中电流尖峰产生的机理与解决措施
2021-11-10王毅於灵金阳
电子设计工程 2021年21期
王毅,於灵,金阳
(中国电子科技集团公司第四十三研究所微系统安徽省重点实验室,安徽合肥230088)
开关电源技术是运用半导体功率器件实现电能高效率变换的一种技术,目前常用的DC/DC 变换器就是采用开关电源技术为各种系统提供二次供电,实现电压的变换和稳定[1-2]。
DC/DC 变换器为了实现输出电压稳定,必须采用闭环控制来实现[3],闭环的过程:对输出电压进行采样,将采样信号与基准电压比较,经运放电路产生误差放大信号,误差放大信号进入PWM控制器,实现脉宽调节,这套电路通常被称为电压环(电压反馈)[4];为了实现变换器的快速响应,在闭环控制中还会加入电流环控制[5-6],即对输入的脉冲电流进行采样和滤波[7],利用电流的梯形波作为PWM 控制的一路比较信号,与电压环反馈的误差放大信号进行比较,产生需要的PWM 控制信号[8-9]。
理想情况下电流取样信号应该是类梯形波的形状,但在实际电路中,梯形波的电流信号前端总会夹杂无用的尖峰干扰信号[8],而且尖峰的大小和宽度是与主电路的参数设计相关的。这种尖峰信号对电路的稳定性是有害的,增大了电路的输出纹波,同时干扰了电路的正常工作频率,产生谐波自激,严重时会使变压器饱和,电路无法带满载,效率极低等。
以常用的反激电路拓扑为例,对电流尖峰的危害、产生机理进行分析,并在分析的基础上,提出相应的解决措施,总结出电路设计中应该注意的事项。
