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脉冲跨周期调制连续导电模式Buck变换器低频波动现象研究

钟曙 沙金 许建平 许丽君 周国华

脉冲跨周期调制连续导电模式Buck变换器低频波动现象研究

钟曙, 沙金, 许建平, 许丽君, 周国华
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  • 揭示了脉冲跨周期调制(pulse skipped modulation,PSM)电感电流连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)Buck变换器中存在的低频波动现象,分析了PSM调制CCM Buck变换器的能量转换过程,阐述了低频波动的产生机理,给出了低频波动的判断条件. 建立了PSM调制CCM Buck变换器的同步开关映射模型,基于该模型给出了电感电流与输出电压随输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)变化的分岔图,分析了ESR 对低频波动的影响. 为消除PSM调制CCM Buck中存在的低频波动,提出了电容电流脉冲跨周期调制(capacitor current pulse skipped modulation,CC-PSM )方法. 研究结果表明:在ESR较小时,CC-PSM调制CCM Buck变换器消除了PSM调制CCM Buck变换器存在的低频波动. 仿真与实验结果验证了理论分析的正确性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51177140,61371033)、四川省青年科技基金(2013JQ0033)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2682013ZT20)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-29
  • 修回日期:  2014-05-22
  • 刊出日期:  2014-10-05

脉冲跨周期调制连续导电模式Buck变换器低频波动现象研究

  • 1. 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室, 西南交通大学电气工程学院, 成都 610031
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51177140,61371033)、四川省青年科技基金(2013JQ0033)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2682013ZT20)资助的课题.

摘要: 揭示了脉冲跨周期调制(pulse skipped modulation,PSM)电感电流连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)Buck变换器中存在的低频波动现象,分析了PSM调制CCM Buck变换器的能量转换过程,阐述了低频波动的产生机理,给出了低频波动的判断条件. 建立了PSM调制CCM Buck变换器的同步开关映射模型,基于该模型给出了电感电流与输出电压随输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)变化的分岔图,分析了ESR 对低频波动的影响. 为消除PSM调制CCM Buck中存在的低频波动,提出了电容电流脉冲跨周期调制(capacitor current pulse skipped modulation,CC-PSM )方法. 研究结果表明:在ESR较小时,CC-PSM调制CCM Buck变换器消除了PSM调制CCM Buck变换器存在的低频波动. 仿真与实验结果验证了理论分析的正确性.

English Abstract

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