一种谐振升压式开关电容变换器改进

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1、第45卷第1期电力电子技术Vo1．45，No．12011年1月PowerElectronicsJanuary2011一种谐振升压式开关电容变换器的改进夏守行(浙江工贸职业技术学院，电子工程系，浙江温州325003)摘要：分析了一种谐振升压式开关电容直流变换器存在的问题，提出了改进方法，即输出采用电感恒流方式，输入和输出增加了EMI滤波，从而降低了输出纹波，提高了变换效率，改善了负载特性。在此分析了电路工作波形图，用RLC电路响应规律、等能量和等电荷方法，解出输出电压、变换效率和充电平均电流，这种改进的谐振型变换器在

2、较大范围内可通过调频方式线性调压。最后通过一个具体的实验电路验证了电路及其理论分析的正确性。关键词：变换器；谐振；变换效率；平均电流中图分类号：rM46文献标识码：A文章编号：1o00—1OOX(2011)O卜0o88—03ImprovementintheConverterofResonantBoostSwitchedCapacitorXIAShou—xing(ZhejiangIndustry&TradeVocationalCollege，Wenzhou325003，China)Abstract：Theproble

3、msofakindofDCconverterofresonantBoostswitchedcapacityareanalyzed，andtheimpmve—mentsisproposed，inductanceconstantcurrentisadoptedforoutputandEMIfilteringisaddedtoinputandoutput．Thisimprovementlowersdownoutputripple，promotesconversioneficiencyandimprovescapacity

4、characteristic．Thewaveformofcircuitandfiguredoutoutputvoltageisanalyzed，conversionefficiencyandaveragechargingcurrentarechargedbyresponserulesofRICcircuitandmethodsofequalenergy．Thisimprovedresonantconvertercanlinearlyadjustvoltagebyfrequencymodulationwithinal

5、argerange．Atlast，thecorrectnessofcircuitandtheoreticalanalysisarevalidated．，Keywords：converter；resonant；conversioneficiency；averagecurrent1引言控制波形作了等效变换，即充电时间定时为T,d2，。为谐振电路固有周期，放电时间大于等于Tlo／2。与以电感为储能元件的变换器相比，以电容为则输出电压为：储能元件的开关电容变换器具有体积小、重量轻，，一2(一‰)r1、和易于集成等优点。但硬

6、开关控制方式的开关电容变换器存在开关电流大、EMI问题严重、输出电式中：‰为二极管正向压降；占为VTl控制波形占空比，压不易调节等缺点⋯：谐振型开关电容变换器在开6=(o／2)／T／(o)，为开关器件工作频率，为谐振．关损耗、EMI和电流应力等性能方面有所改善[2_。电路固有频率；OQ=-R／(2￡)，R。为谐振回路总电阻之和；但通过分析发现．调压仍为非线性调压，输出电压j。与负载关系较大．电容充放电时电流峰值大，通态——]损耗较高，谐振电容放电时有以谐振方式向输出}__——电容“倾倒”的现象，从而引起输出电压纹波

7、大的问题。为解决上述问题，提出了改进电路。以Boost／厂、^＼＼变换器为例，简要概括了常规电路的特性，再提出改进的主电路’T~o／2iVi2常规电路分析(a){：电路拓扑结构(b)]作波形图1为常规谐振型2倍压主电路结构。图中图1常规主电路拓扑结构及工作波形由式(1)可见，虽可用调频方式，但不是线定稿日期：2010～07—16作者简介：夏守行(1969一)，男，浙江温州人，硕士，研究方性关系，调压性能差，并且与负载关系较大，向为信号处理与电源技术。不利于稳压输出。电路变换效率为：88一种谐振升压式开关电容变换器的

8、改进1-UvD／U1模态lVT。和VT同时得到驱动电压，同时77=一(2)开通，而VT2关闭，i坦分两部分，即维持￡的i∞和式(2)与式(1)相除，会发现叼。随的降低谐振电流i晓，C：开始充电。而下降。充电时谐振电容电压为：模态2半周谐振结束，VT和VT3关闭，经Mcl=ef}sinto1t-cos∞lt)△“l+ul—UVD(3)死区时间后VT2开通。由V