基于脈沖寬度調制的Cuk轉換器電磁干擾減低研究

【關鍵詞】Cuk電路；Type3補償；頻率擴展技術

引言

近年來，開關電源向著高頻化、集成化、高速化方向不斷發展，開關噪聲的任何波動都會在很寬的頻率范圍內強烈傳播[1]。為了減少開關電源產生的電磁噪聲，一般需要引入濾波元件以及屏蔽結構，但這會導致系統體積和成本的增加，系統電路也會變得復雜性，不利于集成[2]。傳統的固定頻率PWM控制技術在應對負載劇烈變化的時候存在性能方面的瓶頸[3]，存在輕載效率與重載響應速度的問題，難以實現動態性能的全局優化[4]。

通過對脈沖寬度調制技術的創新應用，能夠有效抑制電磁干擾，提升電源系統的穩定性和可靠性，為高頻開關電源的電磁兼容性與可靠性提升提供理論支撐與實踐參考[5]。本研究提出基于脈沖編碼控制技術的創新Cuk轉換器方案，該方案運用一種擴展頻譜時鐘技術的方法，將電壓控制模式與壓控振蕩器動態調頻技術相結合，引入Type3電壓補償網絡，從控制策略以及環路補償這兩個方面優化開關電源性能，利用擴展頻譜時鐘技術降低高頻諧波能量密度。該方案可使時鐘頻率的EMI峰值降低，該技術為高頻電源設計提供了新的參考，為電力電子技術智能化升級奠定了理論基礎[6]。

一、Cuk變換器原理

Cuk變換器是一種常見的直流直流轉換器，可實現升降壓功能，且輸出電壓為負電壓。Cuk變換器的結構如圖1所示，由一個直流電源E、兩個電感L1和L2、一個電源開關S1、兩個電容C1和C2、一個二極管D1和一個電阻負載R1組成。……