很多工程師都知道Slobodan ?uk (發(fā)音類似chook) 博士，他是?uk DC-DC轉(zhuǎn)換器架構(gòu)的設(shè)計(jì)者，這種轉(zhuǎn)換器以輸入和輸出紋波電流低而聞名，也可作為降壓-升壓器使用。

 

所以最近當(dāng)我注意到?uk博士又發(fā)布了一個(gè)新的轉(zhuǎn)換器架構(gòu)時(shí)，我的興趣馬上就被調(diào)起來(lái)了。

 

我一直與這位和善的博士保持著聯(lián)系，但是不太清楚他的新設(shè)計(jì)情況。原型好像已經(jīng)建成，不過(guò)細(xì)節(jié)還沒有透露。

 

該設(shè)計(jì)被認(rèn)為是一種諧振轉(zhuǎn)換器，即便在相當(dāng)?shù)偷念l率（例如50kHz）下運(yùn)行，仍然可以通過(guò)極少量的電感（甚至可以只是PCB走線）與大電容諧振。

 

圖1：?uk博士提出的諧振降壓轉(zhuǎn)換器兼電荷泵。

 

我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的電路描述有點(diǎn)難以理解（這無(wú)疑說(shuō)明我的能力還不夠），下面只是我對(duì)該設(shè)計(jì)的一些粗淺領(lǐng)會(huì)。

 

如果忽略電感器（用短路替換），它基本上就是一個(gè)電荷泵，以2：1的比例運(yùn)行。

 

設(shè)想電路或多或少處于平衡狀態(tài)，開關(guān)如圖1所示：輸入電壓將在C1和C2之間被分壓。當(dāng)開關(guān)翻轉(zhuǎn)時(shí)，C1將與C2并聯(lián)（通過(guò)S2和D1），傳輸一些電量以補(bǔ)充C2。

 

通過(guò)使用電感器，每個(gè)電荷泵（CP）相位是諧振周期的一半。這樣可以減少標(biāo)準(zhǔn)CP設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的電流尖峰，并且可以在不損失效率的情況下實(shí)現(xiàn)輸出電壓的占空比控制（因?yàn)殡姼袝?huì)降低電荷傳輸速率）。我想控制電路也必須采取突發(fā)模式，以便在低負(fù)載時(shí)保持輸出電壓不上升，因?yàn)樵陔姾赊D(zhuǎn)移階段，L2的能量將不斷轉(zhuǎn)移到電容器中。

 

D1和D2可以是實(shí)際的二極管，如果不介意損耗的話，但在大多數(shù)情況下應(yīng)該是同步開關(guān)。?uk博士指出，在這種情況下替代D2的FET可能需要在開路時(shí)阻斷電流，就像二極管一樣，但是其源極代替D2陰極的N溝道FET（如?uk博士的一個(gè)電路原理圖中所示的）將使一個(gè)體二極管指向錯(cuò)誤的方向。背靠背FET可能是必要的，但是要有正確的控制電路，我認(rèn)為源可能在左邊。

 

通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，我相信我的分析能力得到了提高，但如果你認(rèn)為我的分析哪里不對(duì)，請(qǐng)分享你對(duì)該電路的理解和看法。這是對(duì)我需要提高仿真技能的提醒嗎？我們拭目以待。

 

?uk博士似乎偏愛保持低開關(guān)頻率，但我認(rèn)為沒有理由不提高頻率，這樣可以較小的LC值獲得較快的瞬態(tài)響應(yīng)（但這樣會(huì)增加開關(guān)損耗）。具體有什么益處呢？讓我們看一些例子：

 

50kHz: 1000µF, 10nH 500kHz: 22µF, 4.6nH 2MHz: 6.8µF, 1nH

 

有時(shí)，平方根運(yùn)算真是有用的。

 

那么，你對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的潛在價(jià)值有何看法

 

本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計(jì)。

 

 

推薦閱讀：