兩級(jí)寬輸入DC／DC變換器設(shè)計(jì)與建模分析

將輸入直接接在后級(jí)Buck電路的輸入端，適當(dāng)調(diào)整控制策略，兩級(jí)寬輸入變換器改造成單級(jí)變換器，此時(shí)器件參數(shù)、閉環(huán)控制策略均與兩級(jí)變換器相同，且電壓、電流均滿足開(kāi)關(guān)器件的額定參數(shù)，在300 W和1 W負(fù)載條件下分別測(cè)得兩種變換器效率隨輸入電壓的變化曲線，如圖7所示。

在輕載條件下，電路中電流很小，兩級(jí)電路的固有損耗大于單級(jí)電路的固有損耗，即使在單級(jí)工作模式下，由于前級(jí)Buck電路的直通也會(huì)在電路中產(chǎn)生損耗，因此在輸出功率為1 W時(shí)，兩種變換器的效率都很低，兩級(jí)變換器的效率更低于單級(jí)變換器的效率。在重載條件下，電路中電流很大，當(dāng)兩級(jí)變換器工作在單級(jí)模式下時(shí)，后級(jí)電路元器件所承受的電流、電壓應(yīng)力與單級(jí)變換器中器件的應(yīng)力相同，而前級(jí)直通又產(chǎn)生了固有損耗，因此在這種情況下兩級(jí)變換器的效率仍低于單級(jí)變換器效率。當(dāng)輸入電壓增加，兩級(jí)變換器進(jìn)入兩級(jí)工作模式時(shí)，由于降低了后級(jí)電路的電壓應(yīng)力，遏制了流過(guò)電路開(kāi)關(guān)器件的電流有效值的增加，電路的固有損耗小于單級(jí)變換器的固有損耗，因此兩級(jí)變換器效率高于單級(jí)變換器的效率。

5 結(jié)論
介紹了兩級(jí)寬輸入DC／DC變換器的工作原理，并通過(guò)建模分析，給出了輸入突變和負(fù)載突變時(shí)的實(shí)驗(yàn)和仿真波形，驗(yàn)證了電路的穩(wěn)定性。通過(guò)兩級(jí)與單級(jí)變換器相關(guān)性能的對(duì)比，說(shuō)明了雙Buck級(jí)聯(lián)式寬輸入DC／DC變換器相比于單級(jí)式Buck變換器，降低了大范圍變化的輸入電壓條件下器件的開(kāi)關(guān)損耗及電壓應(yīng)力，且控制簡(jiǎn)單，能夠降低電路成本和延長(zhǎng)使用壽命。