基于PWM+PFM 控制的两级DC-DC变换器效率优化
2022-03-03荀荷惠沈汉鑫苏坚坚邓思宇
电源技术 2022年2期
关键词:效率
荀荷惠,沈汉鑫,苏坚坚,邓思宇,朱 浩
(1.厦门理工学院光电与通信工程学院,福建厦门 361024;2.厦门市爱维达电子有限公司,福建厦门 361024)
两级式功率拓扑对解决宽电压输入及高效率隔离的问题有非常大的作用,在电源设计方面被广泛研究。文献[1]提出一种Buck-LLC 级联的变换器,基于Buck 电路电感电流及LLC 变换器输出电压,通过双环定频控制提升LLC 变换器的效率以补偿Buck 变换器造成的效率降低。文献[2]研究了一种双输出的LLC 两级式DC-DC 变换拓扑,能够利用宽电压的输入特性,而且转换效率也较高,但是当负载变化较大时,LLC 谐振变换器容易失去软开关工作点。文献[3]对适用于宽电压输入的两级式拓扑进行了分析,提出设计两级式拓扑的基本方法。文献[4-5]研究了一种Boost 型宽范围输入的LLC 谐振变换器,输入电流纹波明显减小,同时电压增益范围也显著增加。
Boost-LLC 两级式功率拓扑综合了Boost 和LLC 谐振变换器的优点,既能满足宽输入电压,又可以实现高转换效率。但是,此变换器同时存在一些不足,随着功率不断升高,负载不断增大,LLC 谐振变换器输出电压也进一步增加,使得谐振频率下降,如果采用恒定母线电压,车载DC-DC 电源工作于轻载时为使变换器输出电压稳定需提高工作频率,关断损耗随之增加,致使轻载时效率变低[6-7];而当负载特别轻时,变换器由于工作频率的限制,使得输出电压不可调[8]。
针对上述问题,本文提出一种脉宽调制(PWM)+脉冲频率调制(PFM)相结合的控制策略,前级Boost 变换器采用PWM 控制,通过负载电流补偿使得母线电压可调;……
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