考虑ESR的DC-DC型开关变换器的研究

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1、考虑ESR的DC-DC型开关变换器的研究皇金锋(陕西理工学院电气工程学院，陕西汉中723003)摘要电容的寄生参数串联等效电阻(ESR)是电容的一个重要参数，它对电路的性能有较大影响，特别是当电容用于DC-DC型开关变换器中输出电压滤波时对输出电压的纹波影响较大，由于电容的ESR存在，它增加了DC・DC型开关变换器动态小信号数学模型的一个零点，在分析和设计DC-DC型开关变换器系统中应予以重视。文中以Buck型开关变换器为例，分析讨论了电容串联等效电阻对Buck型开关变换器的输出纹波电压及动态小信号数学模型的影响，利用psim软件对所得的结论进行了仿真验证.所得到的结论对DC-DC型开

2、关变换器其它拓扑的滤波电容的选择和控制系统设计有参考价值。关键词：电容；串联等效电阻；纹波电压ConsidertheESRoftheDC-DCSwitchingConverterHuangJinfeng(SchoolofElectricalEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong,Shaanxi723003)AbstractCapacitanceofparasiticparameterscriesequivalentresistance(ESR)iscapacitanceofaimportantparameter,itonci

3、rcuitofperformancehaslargereffect,especiallyDangcapacitanceforDC-DCtypeswitchtransformdeviceintheoutputvoltagefilteringShionoutputvoltageofsheathwaveeffectlarger,duetocapacitanceofESRexists,itincreasedhasDC-DCtypeswitchtransformdevicedynamicsmallsignalmathematicsmodelofazeropoints,inanalysisandd

4、esignDC・DCtypeswitchtransformdevicesystemintheshouldbeattention.ThearticlebyBuckswitchingconvertcnforexample,analyzedanddiscussedthecapacitorequivalentscriesresistanceofBuckswitchingconverteroutputripplevoltageandthedynamicefleetsofsmall-signalmathematicalmodel,usingpsimsoftwareconclusionsforsim

5、ulation.TotheconclusionoftheDC-DCswitchingconvertertopologiesotherfiltercapacitorselectionandcontrolsystemdesignreferencevalue.Keywords：capacitance；equivalentscriesresistance；ripplevoltage电容器是各种电子设备中不可缺少的重要工作元件，它广泛地应用于噪声抑制、尖峰电压吸收、滤波、耦合、隔直、积分、振荡等多种场合。按照所用材料的不同，目前常用的电容类型有：有机膜电容器、云母电容器、纸介电容器、陶瓷电容器及

6、电解电容器等。不同类型的电容具有各自不同的特点，应针対应用场合的不同，对电容器的类型及参数进行合理的选择与设计⑴。在DC-DC型开关变换器系统的主电路和控制电路中，均需要使用电容器。DC-DC型开关变换器系统的主电路中应用的绝大多数电容为铝电解电容器，其电容器主要用于电源滤波、开关器件尖峰吸收、隔直及功率因数补偿等作用。由于主电路功率大、开关器件开关速度高，因此对主电路电容器参数的设计和选择有指标性能要求。铝电解电容具有体积小、容量大的特点，一般主耍用于DC-DC型开关变换器的输入及输出滤波。ESR(equivalentseriesresistance)意为等效串联电阻。电容的ESR是

7、个寄生参数，难以控制和确定。在实际电路中，对电容ESR的重视主要是针对电解电容，这是因为它对电路能否正常工作影响较大。如果主电路中使用的电解电容ESR值太大，就会对电路造成不良影响。造成高ESR的主要因素是不良的电气连接和电解溶液的干枯。随着电解液水分的挥发，ESR也随之增大。通常ESR对电路所形42电TUTlt万方数据成的故障比其它的因素都大。一般在高频电路和高电流电路中由于ESR所造成的故障会比苴它的因索大。现在常用的DC-DC型开关变换器