同步Buck新型高頻正弦波諧振驅(qū)動電路的研究

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
選用同步Buck作為主電路的拓?fù)?，輸入電壓?5 V，輸出電壓為5 V，輸出電流為2A，開關(guān)頻率為6MHz。通過計(jì)算可得：Cext=780pF，Lad=2．9 μH，Lm=2．5 μH。圖7a為正弦波諧振驅(qū)動電路中高邊開關(guān)管VQ1的驅(qū)動波形，低邊開關(guān)管VQ2的驅(qū)動波形與VQ1的驅(qū)動波形正好互補(bǔ)。
主開關(guān)管和整流管都選用IRML0040，在相同條件下傳統(tǒng)的方波驅(qū)動在驅(qū)動電壓幅值為5 V，開關(guān)頻率為1 MHz時，損耗接近900 mW；當(dāng)開關(guān)頻率達(dá)到5 MHz以上時，傳統(tǒng)的方波驅(qū)動已無法正常工作。而采用正弦波諧振驅(qū)動在驅(qū)動電壓幅值為6 V，開關(guān)頻率為6 MHz時，損耗為470 mW，有效地降低了高開關(guān)頻率時驅(qū)動損耗。

圖7b示出閉環(huán)控制時的實(shí)驗(yàn)波形。當(dāng)滯環(huán)比較器輸出低電平時，高頻方波發(fā)生器停止工作，同步Buck電路也停止工作；當(dāng)滯環(huán)比較器輸出高電平時，同步Buck電路以一定的開關(guān)頻率正常工作。其中，uho為滯環(huán)比較器的輸出電壓，△uo為同步Buck電路輸出電壓紋波。由圖可見，△uo的峰峰值為40 mV。ugsin為閉環(huán)時的正弦波驅(qū)動波形。當(dāng)比較器輸出低電平時，驅(qū)動電路停止工作，驅(qū)動電壓降為零；當(dāng)比較器輸出高電平時，驅(qū)動電路正常工作。由圖可知，滯環(huán)的調(diào)制頻率為70 kHz，在此調(diào)制頻率下同步Buck的輸入電壓為15 V，輸入電流為0．744 A，算上驅(qū)動電路的損耗，整體電路的效率可達(dá)到85％左右。

6 結(jié)論
此處采用正弦波諧振雙管驅(qū)動電路取代了傳統(tǒng)的方波驅(qū)動電路，應(yīng)用于同步Buck拓?fù)渲?。在開關(guān)頻率為6 MHz的情況下，驅(qū)動電路的損耗為480 mW。與傳統(tǒng)的方波驅(qū)動相比，有效降低了高開關(guān)頻率下驅(qū)動電路的損耗。再配合ON-OFF電壓滯環(huán)的閉環(huán)控制策略，當(dāng)滯環(huán)調(diào)制頻率為70 kHz時，輸出電壓的紋波的峰峰值控制在40 mV，且整體電路的效率能達(dá)到85％。