Ćuk的共振buck削减磁性

文章作者:Michael Dunn

斯洛博丹博士Ćuk提出了一种有趣的混合电荷泵/共振降压,它几乎消除了磁性。

的名字斯洛博丹·Ć英国博士(发音,大概,)对于大多数工程师来说是作为同名的发起人英国Ć直流-直流转换器该架构以其低输入和输出纹波电流和充当buck-boost的能力而闻名。

因此,当他的一个新的转换器架构最近引起我的注意时,我的兴趣肯定被激起了。

我一直在和好博士沟通,但是他的新设计目前的状态还是不太清楚。样机似乎已经建成,但细节尚不清楚。

该设计是作为一个谐振转换器,尽管运行在相当低的频率(例如,50 kHz),可以通过很小的电感量-甚至只是PCB痕迹-与大电容共振。

Slobodan博士ćuk建议的共振降压转换器 - 电荷泵

由于我发现现有的赛道描述有点难以理解(这无疑更多地说明了我的技能,而不是赛道),下面是我自己的新鲜的进行设计:

如果你忽略电感(用短路替换它们),我们基本上有一个以2:1的比例运行的电荷泵:

在平衡的情况下,使用开关更大或更少的电路,如图所示:输入电压将在C1和C2之间划分。当开关翻转时,C1将与C2(通过S2&D1)并联放置,将一些充电转移以补充C2。

在电感起作用时,每个电荷泵(CP)相位包括谐振周期的一半。这减少了在标准CP设计中可能看到的电流尖峰,并使输出电压的占空比控制可行而不损失效率(因为电感减缓了电荷转移的速率)。我想控制电路也必须实施突发模式,以保持输出电压在低负载时上升,因为L2的能量将在电荷转移阶段不断被转储到电容器。

D1和D2可以是实际的二极管,如果你不介意他们的损失,但在大多数情况下会是同步开关。在这种情况下,英国Ć指出,场效应晶体管取代D2可能需要阻止当前打开的时候就像二极管,而是一个n沟道场效应晶体管的源代替D2的阴极(如Ć英国的一个示意图)会有一个身体二极管指向错误的方式。背靠背fet可能是必要的,但话说回来,对于右边的控制电路,我认为源可能在左边。

我承认我的分析技能在这里被伸展,所以如果你认为我错了,请在评论中轻轻解释你对电路的运作。这是我需要提高我的模拟器技能的克拉米奥呼叫吗?走着瞧。

虽然Ćuk似乎喜欢保持开关频率低的想法,我认为没有理由不增加它来收获更小的LC值和更快的瞬态响应的通常回报(并支付增加的开关损耗的代价)。我们说的是哪种价值观?举几个例子:

50 kHz: 1,000µF, 10 nH

500 kHz:22μF,4.6 nH

2 MHz: 6.8µF, 1 nH

有时,平方根确实对你有利。

谷歌周围一点,如果你想阅读更多关于Ćuk谐振降压电路。你认为它的潜力如何?

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- - - - - -迈克尔•邓恩是EDN的总编辑,在多个领域有几十年的电子设计经验。

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