两相交错并联同步Buck变换器的设计与仿真_赖联有

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1、研究与设计两相交错并联同步Buck变换器的设计与仿真赖联有(集美大学信息工程学院，福建厦门361021)摘要：交错并联技术可以用较低的开关频率获得较高开关频率的输出效果，具有输出纹波互消、相间分流等优点。在分析两相交错并联同步Buck变换基本原理的基础上，设计了基于电流峰值控制方案的控制电路，阐述了电路的工作原理。最后采用LTspice进行了电路建模和仿真，得出的仿真结果验证了控制电路的正确性。关键词：交错并联技术；变换器；降压变换中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：1002-087X(2012)08-1162-02Designandsimulationoftwo-ph

2、aseinterleavingsynchronousBuckconverterLAILian-you(SchoolofInformationEngineering,JimeiUniversity,XiamenFujian361021,China)Abstract:Theinterleavingtechnologycanbeusedtoobtaintheoutputresultsofthehigherswitchingfrequencywithlowerswitchingfrequency,ripplecancellation,currentsharingbetweentheph

3、ases.Acontrolschematicbasedonthepeakcurrentcontrolcircuitwasdesignedanditsworkingprinciplewasdescribedafteranalyzingthebasicprincipleoftwo-phaseinterleavingsynchronousbuckconverter.Finally,thecircuitmodelingofLTspiceandsimulationwaveformsweregiven,whichprovedthecorrectnessofthecontrolcircuit

4、.Keywords:interleaving;converter;Buck电子系统集成规模的不断加大，要求电源的输出电流和输出的功率越来越大；电子系统工作频率的不断提高和工作电压的不断降低，要求电源的纹波越来越小；便携式电子设备安装空间有限且日益“轻薄”，要求电源设计中采用体积小、高度低的电感和电容。采用交错并联技术，可以提高电源的输出电流和输出功率，降低输出电压的纹波[1-2]。同时，由于并联技术，需要的电感也更小，电感的体积和高度也更小，可以实现“轻薄”设计。采用同步技术，可以降低器件功率损耗，提高图1交错并联同步Buck变换原理图输功率出的效率[3]。本文设计了一种两相交

5、错并联电路的电流峰值控制方案。电感电流IL2、反馈电压Vf；输出信号为四路PWM驱动信号，电流控制方式，实际上是双环控制，外环为电压环，内环为电其中S1和S2为一对PWM信号，用于驱动第一路Buck变换；流环。采用电流控制方式，可以更好地实现均流[4]。S和S为一对PWM信号，用于驱动第二路Buck变换。为简341交错并联同步Buck变换器工作原理化电路，输出电压调节参考信号Vref和输出电流调节参考信号Iref都放在Controller内。两相交错并联同步Buck变换如图1所示。Controller采用电流控制模式设计，和电压控制模式相比，在图1中，S1、S2、L1、C1和C

6、ontroller组成第一路同步电流控制模式的均流效果更好，特别是输出大电流的情况下。Buck变换器，其中S1是主控开关，S2是同步开关；S3、S4、L2、C1Controller原理图如图2所示。和Controller组成第二路同步Buck变换，其中S3是主控开在图2中，只画出了第一路同步Buck变换的控制电路。关，S4是同步开关。两路变换器共用一个输出电容C1，Con-第二路同步Buck变换的控制电路图和图2相同，两路Bucktroller是整个Buck变换的控制模块，在本设计中，该模块即为变换唯一不同的是：时钟信号Clk反相，即相差180度。一个子电路。控制模块Contr

7、oller的输入信号为电感电流IL1、从图2可以看出：Controller主要由电压控制电路、电流控收稿日期：2012-01-06制电路、电流斜坡补偿电路、死区发生电路组成。在图2中，反作者简介：赖联有(1975—)，男，福建省人，硕士，讲师，主要研究方向为电力电子技术、嵌入式系统设计。馈电压Vf和参考电压Vref经过运算放大器U1进行比例积分2012.8Vol.36No.81162研究与设计167-2图2Controller原理图5.4(PI)运算后，输出动态参考电流信号Iref*。电感电