开关变换器双频率pwm调制技术研究

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1、第44卷第7期电力电子技术Vol

2、44．No．7PowerElectronicsJuly2010开关变换器的双频率PWM调制技术研究兰燕妮，王金平，高玉，许建平(西南交通大学，四川成都610031)摘要：提出了开关变换器的双频率PWMig]$~J(Bi—frequencyPulseWidthModulation，简称BF—PWM)技术，分析了其工作原理和调制特性，利用PSPICE对双频率PWM调制Buck变换器进行了仿真，并与传统PWM调制Buck变换器的仿真结果进行了比较。仿真和实验结果表明，双频

3、率PWM调制方法具有比传统PWM调制方法优异的抑制电磁干扰(Electro—magneticInterference，简称EMI)性能。关键词：变换器；脉宽调制；电磁干扰中图分类号：TM46，TN787文献标识码：A文章编号：1000-100X(2010)07-0079—02Bi-frequencyPWMModulationTechniqueofSwitchingDC／DCConvertersLANYah-ni。WANGJin—ping，GAOYu，XUJian—ping(SouthwestJiao

4、tongUniversiq，Chengdu610031，China)Abstract：Anovelmodulationtechnique，hi-frequencypulsewidthmodulation(BF—PWM)technique，forsnitchingDC／DCc0nverter~isproposedandinvestigated．PSPICEsimulationofBF-PWMBuckconverterisperformedandcomparedwiththeconventionalpu

5、lsewidthmodulation(PWM)Buckconverter．SimulationandexperimentalresultsshowthatBF—PWMBuckconverterbenefitsbetterelectromagneticinterference(EMI)performancecomparedwithPWMBuckconverter．Keywords：converter；pulsewidthmodulation；electromagneticinterferenceFou

6、ndationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50677056)1引言不同频率的开关信号进行调制。实现对开关变换器开关电源以其体积小、重量轻和效率高的优点的控制。图1示出BF—PWM调制Buck变换器电路而得到了越来越广泛的应用和重视。开关电源中功及其控制信号图。率开关管和二极管的高速开关工作形成的电流瞬变口口D凸口口口口口口．和电压瞬变【I1，带来了大量的高频谐波和高频电磁波皇：臼口口口口辐射产生的电磁干扰(

7、EMI)，严重影响了开关电源及周边电子设备的正常工作。“erc‘口口口口口口凸[．传统PWM开关变换器通过调整控制脉冲的占(a)，殳换器电路(b)控制信空比来实现输出电压的调节_21。PWM开关变换器的“()为(f)对尸H，R调制后的双频率控制信号开关频率固定不变，频谱集中分布在开关频率及其R为负载电阻；M()为PWM调制信号高次谐波。PWM开关变换器开关频率的提高，会带a为调制比；为PWM调制信号周期来严重的EMI问题。为改善开关变换器的EMI问尸H，R为有相同导通时间、不同开关频率(分别为_厂H

8、和)的脉冲信号题，提出一种新颖的开关变换器调制技术，即双频率图1BF-PWM调制Buck变换器及其控制信号图PWM调制(Bi．frequencyPulseWidthModulation。简由图可见．BF．PWM与传统PWM的主要区别称BF—PWM)技术。BF．PWM技术利用频谱扩展原理．在于：传统PWM开关变换器通过调整VQ驱动信号将频谱能量分散分布在两个固定的开关频率及其高M(f)的占空比，实现开关变换器的控制；而BF．次谐波，从而减少了EMI噪声．降低了离散频谱峰值PWM利用“(￡)对脉冲信号P

9、H，进行调制，生成和EMI滤波器的设计难度。分析了BF．PWM的工VQ的驱动脉冲／LBF(f)，实现开关变换器的控制。作原理及调制特性．仿真及实验验证了BF—PWM在图2示出BF-PWM调制Buck变换器的电压增抑制EMI方面的优越性益。由于高、低频率脉冲PH，PL具有相同的导通时2BF-PWM工作原理及调制特性间，因此ML