【正文】 向百忙之中抽出時(shí)間審稿和參加本論文答辯的老師致以深深的謝意。我們始終是一個(gè)團(tuán)結(jié)、友愛、積極向上的集體。在您們身上，我看到了這句話的真諦，您們諄諄的教導(dǎo)，偉大的人格和無私奉獻(xiàn)的精神，讓我終生難忘，永遠(yuǎn)鞭策我前進(jìn)。在整個(gè)論文的選題、研究和撰寫過程中，導(dǎo)師都給了我精 心的指導(dǎo)、熱忱的鼓勵(lì)和支持，他多次詢問論文的寫作進(jìn)程，多次為我批閱文章并提 出修改意見，他的精心點(diǎn)撥為我開拓了研究視野，修正了寫作思路，對(duì)論文的完善和質(zhì)量的提高起到了關(guān)鍵性的作用。 11 12 結(jié) 語 本文提出了開關(guān)變換器電流型雙頻率控制技術(shù)，該技術(shù)無需誤差放大器及其相應(yīng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。 圖 10 為負(fù)載突變時(shí)電流型 PWM 控制與電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器的輸出電壓及負(fù)載電流實(shí)驗(yàn)波形。 圖 9 所示為不同輸出功率時(shí)電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器的穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于文中仿真電路參數(shù)，由式（ 5）可以確定輸出功率變化范圍為（ ～），所以在圖 7 中當(dāng)負(fù)載功率為 6W 時(shí)，輸 出電壓穩(wěn)定在期望值 6V，而當(dāng)負(fù)載功率分別為 20W 和零時(shí)， BFPTM 控制 DCM Buck 變換器的輸出功率超出了調(diào)節(jié)范圍，輸出電壓失調(diào)，輸出電壓分別低于和高于期望輸出電壓，這與式（ 6）理論分析結(jié)果一致。 圖 6 為負(fù)載電流在 時(shí)由 1A 突變至 2A，即輸出功率由 6W 突變至 12W 時(shí)，分別采用電流型 PWM 控制和電流型 BFPTM 控制的 DCM Buck 變換器的 動(dòng) 7 態(tài)響應(yīng)速度仿真結(jié)果，其中電流型 PWM 的開關(guān)周期為 15181。從圖中可以看出，此時(shí)控制脈沖循環(huán)周期由 1 個(gè)高頻率脈沖 周期及 1 個(gè)低頻率脈沖周期構(gòu)成。F， TH=15181。LTL）。此時(shí)，電流型 BFPTM 控制失效， Buck 變換器輸出電壓失控。L 均為零，可以得到輸入功率的最小值 Pin, min 和最大值 Pin, max 式（ 5）確定了輸入功率的變化范圍。假定一個(gè)循環(huán)周期由 181。 由圖 2 及以上分析可知，觸發(fā)脈沖 Uc 來臨時(shí)刻（即控制脈沖 UP 的開始時(shí)刻）輸出電壓與參考電壓間的大小關(guān)系決定了當(dāng)前控制脈沖周期為 TH 或 TL 控制脈沖 UP 為兩個(gè)不同頻率的脈沖的組合。 由以上分析可知，電流型 BFPTM 控制器由輸出電壓外環(huán)與電感電流內(nèi)環(huán)構(gòu)成，輸出電壓外環(huán)決定控制脈沖 UP 的周期為 TH 或 TL，電感電流內(nèi)環(huán)決定開關(guān)管 V的導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng) CLK 端觸發(fā)脈沖來臨時(shí)， 若 D 觸發(fā)器 Q 端輸出高電平，則表明當(dāng)前時(shí)刻輸出電壓 Uo 低于參考電壓 Uref；反之，若 Q 端輸出低電平，則表明當(dāng)前時(shí)刻輸出電壓 Uo 高于參考電壓 Uref。 2 一、 電流型 BFPTM 控制原理 電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器如圖 1 所示。 為了提高開關(guān)變換器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，降低開關(guān)變換器的 EMI，本文提出了開關(guān)變換器的電流型雙頻率脈沖序列調(diào)制（ BiFrequency PulseTrain Modulation， BFPTM）方法。 隨著對(duì)開關(guān)電源動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度要求的不斷提高，以線性控制理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng) PWM 調(diào)制方式已越來越難以滿足要求。電流型 BFPTM 控制技術(shù)無需誤差放大器及其相應(yīng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，動(dòng)態(tài)響應(yīng) 速度快，電磁干擾噪聲水平低，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)；此外，通過將電感電流引入到控制環(huán)，易于實(shí)現(xiàn)電流型 BFPTM 控制開關(guān)變換器的過電流保護(hù)和多變換器的并聯(lián)均流控制。電流型 BFPTM 控制技術(shù)無需誤差放大器及其相應(yīng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，電磁干擾噪聲水平低，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)；此外，通過將電感電流引入到控制環(huán)，易于實(shí)現(xiàn)電流型 BFPTM 控制開關(guān)變換器的過電流保護(hù)和多變換器的并聯(lián)均 流控制。以電感電流斷續(xù)導(dǎo)電模式 Buck 變換器為例，對(duì)電流型 BFPTM 控制開關(guān)變換器進(jìn)行了研究，仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電流型 BFPTM 比傳統(tǒng)的電流型 PWM 具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和更低的電磁干擾噪聲。以電感電流斷續(xù)導(dǎo)電模式 Buck 變換器為例，對(duì)電流型 BFPTM 控制開關(guān)變換器進(jìn)行了研究，仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電流型 BFPTM 比傳統(tǒng)的電流型 PWM 具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和更低的電磁干擾噪聲。一些非線性控制技術(shù)，如單周控制 【 2】 、滯環(huán)控制 【 4】 、滑?？刂?【 5】 及脈沖序列控制 【 68】 等被應(yīng)用于開關(guān)變換器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電流型 BFPTM 開關(guān)變換器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，無需誤差放大器及 其相應(yīng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快， EMI 噪聲小，易于實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)和并聯(lián)均流控制。當(dāng) Buck 變換器工作于 DCM 時(shí)，電感電流在開關(guān)管 V 導(dǎo)通前為零，續(xù)流二極管 VD 在零電流下關(guān)斷，這種固有的軟開關(guān)特性使得變換器具有較高的工作效率。 觸發(fā)脈沖 Uc 來臨的同時(shí)， RS 觸發(fā)器置位，其 Q 端輸出高電平， Buck 變換器開關(guān)管 V 導(dǎo)通，電感電流 iL 線性上升；當(dāng)電感電流上升到電流限定值 ILim 時(shí)，比較器 II 輸出端電平翻轉(zhuǎn)置高， RS 觸發(fā)器復(fù)位，其 Q 端輸出低電平， Buck 變換器開關(guān)管 V 關(guān)斷，電感電流線性下降。電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器工作原理如圖 2 所示。因此相對(duì)于 PWM 控制方式，電流型 BFPTM 控制開關(guān)變換器的開關(guān)頻率不再單一恒定，控制脈沖頻譜能量被擴(kuò)展 到兩個(gè)固定頻率及其諧波上，從而有效降低了 EMI 峰值，使開關(guān)變換器具有較低的 EMI 噪聲。H 個(gè)高頻率脈沖周期 TH 與 181。從式（ 5）可以看出，通過改變 ILim、 TH 和 TL 的值能夠調(diào)節(jié)電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器的輸入功率變化范圍。 三、 小信號(hào)模型 假定電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器穩(wěn)定工作時(shí)， ?H 個(gè)高頻率脈沖周期 TH 和 181。在一個(gè)控制脈沖循環(huán)周期內(nèi)，電感電流平均值為 5 此外，對(duì)于 Buck 變換器有 由式（ 8）、式（ 9）可以建立電流型 BFPTM 控制 Buck 變換器的小信 號(hào)模型，如圖 3 所示。s， TL=60181。 圖 5 為輸出功率為 12W 時(shí)電流型 BFPTM控制 DCM Buck 變換器的穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果。s，誤差放大器采用 PI 調(diào)節(jié)（比例系數(shù) Kp=5，積分時(shí)間 TI=）。 8 圖 8 所示為電流型 PWM 控制與電流型 BFPTM 控制 DCM Buck 變換器主功率 Mosfet 漏源間電壓信號(hào) uDS 的頻譜圖。在圖 9a 中，控制脈沖循環(huán)周期由 1 個(gè)高頻率脈沖周期及 1 個(gè)低頻率脈沖周期構(gòu)成。從圖中可以看出，當(dāng)負(fù)載瞬間加載或減載時(shí)，電流型 BFPTM 控制能夠快速調(diào)整輸出電壓，比電流型 PWM 具有更為優(yōu)越的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。電流型 BFPTM 控制采用高、低頻率脈沖對(duì)開關(guān)變換器輸出電壓進(jìn)行調(diào)