基于脈沖寬度調(diào)制的Cuk轉(zhuǎn)換器電磁干擾減低研究

【關(guān)鍵詞】Cuk電路；Type3補償；頻率擴展技術(shù)

引言

近年來，開關(guān)電源向著高頻化、集成化、高速化方向不斷發(fā)展，開關(guān)噪聲的任何波動都會在很寬的頻率范圍內(nèi)強烈傳播[1]。為了減少開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁噪聲，一般需要引入濾波元件以及屏蔽結(jié)構(gòu)，但這會導(dǎo)致系統(tǒng)體積和成本的增加，系統(tǒng)電路也會變得復(fù)雜性，不利于集成[2]。傳統(tǒng)的固定頻率PWM控制技術(shù)在應(yīng)對負(fù)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(yīng)速度的問題，難以實現(xiàn)動態(tài)性能的全局優(yōu)化[4]。

通過對脈沖寬度調(diào)制技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，能夠有效抑制電磁干擾，提升電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，為高頻開關(guān)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(shù)的創(chuàng)新Cuk轉(zhuǎn)換器方案，該方案運用一種擴展頻譜時鐘技術(shù)的方法，將電壓控制模式與壓控振蕩器動態(tài)調(diào)頻技術(shù)相結(jié)合，引入Type3電壓補償網(wǎng)絡(luò)，從控制策略以及環(huán)路補償這兩個方面優(yōu)化開關(guān)電源性能，利用擴展頻譜時鐘技術(shù)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(shù)為高頻電源設(shè)計提供了新的參考，為電力電子技術(shù)智能化升級奠定了理論基礎(chǔ)[6]。

一、Cuk變換器原理

Cuk變換器是一種常見的直流直流轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)升降壓功能，且輸出電壓為負(fù)電壓。Cuk變換器的結(jié)構(gòu)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(guān)S1、兩個電容C1和C2、一個二極管D1和一個電阻負(fù)載R1組成。……