多相交错并联BUCK变换器断续模式下的自举分析-论文.pdf

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1、电气传动2014年第44卷第8期ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.8多相交错并联BUCK变换器断续模式下的自举分析曹凯炜，左月飞，朱学忠，刘闯（南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016）摘要：针对多相交错并联BUCK变换器中功率开关管电位浮动的问题对驱动电路中的自举部分进行了研究。当电感电流断续时，续流时间很短，导致自举电容充电时间过短，驱动电路自举困难。根据多相交错并联BUCK变换器输出滤波电容在一个开关周期内的电荷增加量和减少量相等这一理论，推导了单相及多相时电感电流的续流时间，指出了并联相数、输入输出电压

2、比、滤波电感、开关周期以及负载均为影响电路自举的因素。最后，设计完成了一台400W两相交错并联BUCK变换器，进行了单相和两相交错并联的实验，验证了理论分析的正确性。关键词：自举；电流断续模式；续流时间中图分类号：TM461文献标识码：ABootstrapAnalysisofMultiphaseInterleavingBUCKConverterinDiscontinuousCurrentModeCAOKai⁃wei，ZUOYue⁃fei，ZHUXue⁃zhong，LIUChuang（AutomationInstitute，Nanjing

3、UniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，Jiangsu，China）Abstract:ConsideringthevoltagefloatingofthepowerswitchinmultiphaseinterleavingBUCKconverter，someresearchweredidonthebootstrappartofthedrivecircuit.Whentheconverterwasindiscontinuouscurrentmode（DCM），thefreew

4、heelingtimewastooshorttohaveasuccessbootstrap.AccordingtothetheorythattheincreaseanddecreaseofthequantityofelectricisequalinoutputcapacitorwithinoneswitchcycleinmultiphaseinterleavingBUCKconverter，thefreewheelingtimeinsinglephaseandmultiphasewerededuced，obtainedthefactor

5、sinfluencingthebootstrap：theparallelphase，theratioofinputandoutputvoltage，theswitchcycle，theinductanceandtheload.Designeda400WinterleavingBUCKconverter，experimentsweretakeninsinglephaseandtwophase，verifythecorrectnessofthetheoreticalanalysis.Keywords:bootstrap；discontinu

6、ouscurrentmode（DCM）；freewheelingtime自举是光耦隔离驱动的核心部分，但是在多相1引言交错并联BUCK变换器轻载时，每一相的电感电［7］BUCK变换器由于拓扑简单、动态性能好等流更小，驱动电路的自举更加困难。为了保证驱优点，在航空领域得到了广泛应用。常用的驱动动电路在任何情况下都能正常自举，需要分析影响多相交错并联BUCK变换器的方法有：1）光耦隔自举的因素。［1-2］离驱动；2）电磁隔离驱动；3）使用具有自举功本文首先介绍了BUCK变换器的自举驱动［3］能的驱动芯片，例如IRF公司的IR21XX系列；原

7、理；其次从单相到多相依次推导了电感电流［4-5］［5］4）电流源驱动。其中，方法1），3）都需要自举断续时的续流时间；最后完成了一台400W［6］驱动，方法2），4）中的电感或变压器都会增大变交错并联BUCK变换器的样机，分别进行单相换器的体积。经过比较，光耦隔离驱动电路简单、与两相交错并联的自举实验，验证了理论分析体积较小、适应性强。的正确性。基金项目：国家自然科学基金项目（50977044）作者简介：曹凯炜（1988-），女，硕士，Email：ckw1989love@163.com50曹凯炜，等：多相交错并联BUCK变换器断续模式下

8、的自举分析电气传动2014年第44卷第8期自举电容在整个驱动电路中有着重要作用，2BUCK变换器的自举驱动原理只要自举电容能充满电，驱动电路即可正常工以单相为例，介绍BUCK变换器自举驱动的作。所以，电感电