【摘 要】
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随着集成电路的不断发展与进步,反激准谐振变换器由于其成本低、体积小、功率密度高,可以实现开关管零电流关断（Zero Current Switching,ZCS）与准零电压导通（Quasi-Zero Voltage Switching,Quasi-ZVS）等优点,具有广阔的发展前景。而目前反激准谐振变换器存在控制模式单一等问题,限制了其全负载范围内平均效率的提升。针对上述问题,本文设计了一种高频反激
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随着集成电路的不断发展与进步,反激准谐振变换器由于其成本低、体积小、功率密度高,可以实现开关管零电流关断（Zero Current Switching,ZCS）与准零电压导通（Quasi-Zero Voltage Switching,Quasi-ZVS）等优点,具有广阔的发展前景。而目前反激准谐振变换器存在控制模式单一等问题,限制了其全负载范围内平均效率的提升。针对上述问题,本文设计了一种高频反激准谐振变换器数字多模式控制算法。首先建立了断续导通模式（Discontinuous Conduction Mode,DCM）的稳态损耗模型,确定反激准谐振变换器DCM最佳工作点,并基于不同控制方法建立其动态损耗模型,通过迭代计算多个开关周期,计算不同负载条件下不同控制方法的精确损耗。在此基础上,设计了一种反激准谐振变换器数字多模式控制算法,采用新型连续导通模式（Continuous Conduction Mode,CCM）+DCM组合ON-OFF控制模式与DCM+“全关”组合ON-OFF控制模式,提高了全负载范围内的变换器转换效率,并通过Burst控制模式解决了轻载音频噪声问题。然后,在MATLAB上利用Simulink搭建了反激准谐振变换器的电路仿真模型,并通过MATLAB与Modelsim的联合仿真平台对多模式控制算法进行仿真验证。最后,搭建了一套反激准谐振变换器测试样机,通过板级实测验证了损耗模型与多模式控制算法的有效性。由仿真与实测结果可知,本文建立的损耗模型计算结果与实测结果总体趋势一致,在所搭建的12V/4A反激准谐振变换器样机中,实现了数字多模式控制算法的稳定控制与快速切换,轻载效率由81.1%提高到85%,平均效率由86%提高到88.96%,有效提高了变换器整体输出效率。
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