浅谈准谐振DC/DC转换器的设计

作者：John Dunn

我以为这是一个简单的项目，直到其他高级专业人员拒绝使用所使用的方法和所获得的结果。这些准谐振DC - DC转换器一起使用，其预期工作频率为100 kHz。他们参与其中的系统具有微计算机控制，其软件以100 kHz的频率为基础，我的任务是对转换器的运行情况进行最坏情况分析。

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得出的数字结果为100 kHz，因此每个人都假定必须将100 kHz作为转换器的工作频率。

我决定使用递归微分方程进行分析。当我计算出仅80 kHz而不是100 kHz的工作频率时，项目工程师以为我一定错了，但是他找不到我的工作中的任何缺陷。但是，部门经理对我真的很不高兴。

他是一个非常聪明的人，我见过他提出过一些出色的工程工作，但是他耐心不已很久，尤其是对于我选择的分析方法。他求助于项目工程师，大声喊道：“教邓恩这东西是如何工作的！！！”

花了一些时间让自己平静下来之后，我对转换器进行了SPICE分析，然后发现，我得出了相同的80 kHz信号。我还看到了与使用微分方程得到的波形相同的波形。在这一点上进行了一点思考，就知道了低于预期工作频率的原因。

图2：对转换器的SPICE分析揭示了真相。

发生的情况是，MOSFET开关周期的导通时间增加了时间，否则，仅LC组合就需要10毫秒的时间。在MOSFET关断期间，波形曲率将遵循100 kHz正弦波的轮廓，但在导通时间内该轮廓被中断并被覆盖。

任何此类转换器都必须受到其电源开关的导通时间的限制，才能在必须比单独的LC对的原始谐振频率低某种程度的工作频率下运行。任何转换器都不能以其LC谐振频率或更高的频率工作，而只能在该频率以下。