改进交错式DC/DC转换器

作者：时间：2011-07-05来源：网络收藏

图2所示为一个双相交错式双开关正向转换器的实验波形，本例采用ADI公司的数字控制器ADP1043实施控制。当总负载电流降至某一阈值以下时，第二相位禁用。如图3所示，当一个相位关断时，轻载效率得到提高。实施和不实施相位优化控制的轻载效率差可能高达15%。

图2：利用ADP1043实现自动相位关断
B. 通过DCM操作实时优化效率
从图3可以看出，对于极低的负载，即使以单相工作，效率也会大幅下降。原因之一是转换器的副边使用同步整流器（图1），当输出电流水平低于电流纹波时，反向电流就会流过输出电感，这种循环电流会引起导通损耗。为了提高效率，一种解决方案是关断所有副边同步整流器，放任体二极管或并联二极管（多数情况下是肖特基二极管）自由处理。当负载足够低时，转换器以断续电流模式(DCM)工作，从而避免循环电流的问题。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/178917.htm

图3：高效率交错式双开关正向转换器

采用这种方案，转换器效率比连续电流模式(CCM)高5%。此外，轻负载时关断一相可以进一步提高整个应用负载范围的效率。
D. 其它考虑除了采取上述措施来优化实时效率以外，设计师还必须仔细考虑功率级和控制器的设计。功率级、检测网络和反馈控制电路存在固有的传播延迟，因此在快速负载升压瞬变过程中，系统必须保持第一相位的输出电压稳定后，才能启动第二相位。而且，系统应能短时间处理全功率。晶体管的选择应当基于这种热敏感条件。此外，磁学设计应能避免系统在较高输出电流下发生饱和。
至于控制器，反馈补偿器需要根据不同的工作模式进行调整，因为功率级传递函数会随着相数和CCM/DCM条件的不同而改变。这就需要控制器提供智能管理，传统的控制器很难胜任。另外，数字电源管理控制器能够自动检测负载条件，并且平稳切换到合适的转换器模式。
各相均流交错式操作本身并不能确保电流均匀分配。由于并联各相共享同一电压反馈，所以不存在因基准电压不匹配而导致的误差。因此，负载不平衡与器件容差、驱动不平衡和时序误差有关。