应用于临界连续交错并联Boost PFC变换器的数字自适应电流源驱动

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随着提高开关频率成为一种必然趋势,与频率相关的损耗,如开关损耗,驱动损耗会大幅增加。目前,谐振驱动技术被提出用于减小开关管的驱动损耗,而电流源驱动技术被提出用于减小开关管的开关损耗。电流源驱动技术的基本思想是产生恒定的驱动电流给开关管栅源极电容进行充、放电,从而加快开关管开关速度,减小开关损耗。早期的电流源驱动技术为恒定驱动电流,其驱动电流值根据使得开关损耗与驱动电路损耗的总损耗和最小化的值选择。而当负载电流或者其它参考信号发生变化时,该驱动电流值就无法实现最佳效率。因此,自适应驱动电流源技术被提了出来,其基本思想为根据负载或者其它参考信号的变化,动态地选择最优驱动电流值,从而实现宽负载范围内的效率优化。现有的自适应电流源驱动技术中,自适应的驱动电流是由模拟线性电源实现的。根据负载变化,动态地调节驱动电压,从而实现自适应的驱动电流。然而也由于模拟线性电源的使用,这种方式会引入额外的损耗以及增加驱动电路的复杂性。另一个缺点是这种方式只能产生相同的开通、关断驱动电流。  随着数字电源的不断推广,低成本、高可靠性DSP的问世,考虑到数字自适应驱动电流的可实现性,本文提出一种数字自适应电流源驱动技术,其结合了数字控制与自适应的优势。所提出的数字自适应电流源驱动技术能够根据不同的开通、关断电流产生不同的开通、关断驱动电流,分别实现开通损耗与驱动电路损耗的总损耗、关断损耗与驱动电路损耗的总损耗和的最小化,从而实现不同开通、关断条件应用场合下的效率提升。  本文介绍了数字自适应电流源驱动技术的工作原理,设计步骤,和与恒定电流源驱动技术的理论效率分析对比。实验验证中分别将恒定电流源驱动技术与数字自适应电流源驱动技术应用到数字临界连续交错并联Boost PFC变换器中,从而验证数字自适应电流源驱动技术的优势。  为验证理论分析的正确性,在实验室搭建了一台400W,开关频率变化范围90 kHz~500 kHz的两相临界连续交错并联Boost PFC变换器原理样机,并给出实验结果和详细讨论。
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