开关变换器脉冲开／关调制技术

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1、第47卷第9期电力电子技术Vo1．47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013开关变换器脉冲开／关调制技术钟曙，许建平，沙金，王金平(西南交通大学，磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，四川成都610031)摘要：提出了开关变换器脉冲开／关调制(POM)技术。POM控制在时钟周期起始时刻采样变换器输出电压，并与参考电压比较，根据比较结果使主功率开关管完全导通或关断，从而控制变换器输出电压。以Buck变换器为例，分析了POM控制原理和特性。理论和实验表明提出的变换器瞬态响应速度快，轻载效率较高。关键

2、词：变换器；脉冲开关调制；瞬态响应；轻载效率中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2O13)09—0107—02SwitchingConverterPulse0n／0fModulationTechniqueZHONGShu，XUJian—ping，SHAJin，．WANGJin—ping(KeyLaboratoryofMagneticSuspensionTechnologyandMaglevVehicle，MinistryofEducation，SouthwestJiaotongUnwersity，Chengd

3、u610031，China)Abstract：Pulseon／ofmodulation(POM)techniqueforswitchingconverterispresented．POMcontrollergeneratestheon／ofmodulationsignalthroughcomparingtheoutputvoltagewiththereferencevoltagetorealizethecontroloftheconve~er．Buckconve~erisusedasanexampletoillustratetheope

4、rationprincipleofPOMcontroltechnique．AnalysisandexperimentalresultsshowthatPOMcontrolhasfasttransientresponsespeedandhighlightloadeficiency．Keywords：conve~er；pulseon／ofmodulation；transientresponse；lightloadeficiencyFoundationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFounda

5、tionofChina(N0．51177140)；TheFundament~ResearchFundsfortheCentralUniversities(No．2682013ZT20)1引言2P0M控制原理现代电子设备对开关变换器的鲁棒性、瞬态POId控制Buck变换器电路原理如图1a所特性及效率提出了更高要求Ⅲ。开关变换器普遍示．其中POM控制器包含比较器和D触发器，D采用脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)触发由时钟信号同步触发，触发周期为。实现对输出电压的控制【。PWM存在轻载效率低、POM控制器调节过程为：采样输出电压

6、与参考动态响应速度较慢等缺点：PFM由于开关频率随电压比较，在触发时钟来临时，若uo>，则控输入电压及负载的变化而变化．增加了反馈控制制脉冲输出低电平，开关管关断，输出电压下环路和滤波电路的设计难度[3】。脉冲跨周期调制降；若tg<，则输出高电平，开关管导通，输主要应用于电感电流断续导电模式(DCM)开关出电压上升。通过逐时钟周期的开／关控制，使变换器，其应用范围受限。动态稳定在上下。POM控制Buck变换器工作相比传统PWM控制，POM控制无PI环节．波形如图1b所示。稳态工作时，由导通脉冲P曲具有控制简单、瞬态响应速度快的优点。在轻

7、载和关断脉冲组合而成，形成一个脉冲序列周期时，POM控制通过增加关断时钟周期、减少开关。用，分别表示内导通与关断时钟周动作次数、降低开关损耗，以提高转换效率。在此期总个数，则TM=(+)。当输入电压或负分析了POM控制Buck变换器工作原理。研究了载发生变化时，控制器通过调整内的导通与关其控制特性，实验结果验证了其可行性和优越性。断脉冲组合实现对变换器输出电压的控制。基金项目：国家自然科学基金(51177140)；中央高校基本科研业务费专项资金(2682013ZT20)定稿日期：2013—07—31(a)电路原理(b)I作波形作者简介：

8、钟曙(1990一)，男，湖南娄底人，硕士研究生，图1POM控制Buck变换器研究方向为开关电源控制技术。Fig．1POMcontrolledBuckconverter107开关变换器脉冲开／关调制技术3PO