很多工程師都知道Slobodan Ćuk (發音類似chook) 博士，他是Ćuk DC-DC轉換器架構的設計者，這種轉換器以輸入和輸出紋波電流低而聞名，也可作為降壓-升壓器使用。

 

所以最近當我注意到Ćuk博士又發布了一個新的轉換器架構時
，我的興趣馬上就被調起來了。

 

我一直與這位和善的博士保持著聯係
，但是不太清楚他的新設計情況。原型好像已經建成，不過細節還沒有透露。

 

該設計被認為是一種諧振轉換器，即便在相當低的頻率（例如50kHz）下運行，仍然可以通過極少量的電感（甚至可以隻是PCB走線）與大電容諧振。

 

圖1：Ćuk博士提出的諧振降壓轉換器兼電荷泵。

 

我發現現有的電路描述有點難以理解（這無疑說明我的能力還不夠），下麵隻是我對該設計的一些粗淺領會。

 

如果忽略電感器（用短路替換），它基本上就是一個電荷泵，以2：1的比例運行。

 

設想電路或多或少處於平衡狀態，開關如圖1所示：輸入電壓將在C1和C2之間被分壓。當開關翻轉時
，C1將與C2並聯（通過S2和D1），傳輸一些電量以補充C2。

 

通過使用電感器
，每個電荷泵（CP）相位是諧振周期的一半。這樣可以減少標準CP設計中出現的電流尖峰，並且可以在不損失效率的情況下實現輸出電壓的占空比控製（因為電感會降低電荷傳輸速率）。我想控製電路也必須采取突發模式
，以便在低負載時保持輸出電壓不上升
，因為在電荷轉移階段
，L2的能量將不斷轉移到電容器中。

 

D1和D2可以是實際的二極管
，如果不介意損耗的話
，但在大多數情況下應該是同步開關。Ćuk博士指出，在這種情況下替代D2的FET可能需要在開路時阻斷電流，就像二極管一樣，但是其源極代替D2陰極的N溝道FET（如Ćuk博士的一個電路原理圖中所示的）將使一個體二極管指向錯誤的方向。背靠背FET可能是必要的，但是要有正確的控製電路
，我認為源可能在左邊。

 

通(tong)過(guo)這(zhe)個(ge)設(she)計(ji)，我(wo)相(xiang)信(xin)我(wo)的(de)分(fen)析(xi)能(neng)力(li)得(de)到(dao)了(le)提(ti)高(gao)，但(dan)如(ru)果(guo)你(ni)認(ren)為(wei)我(wo)的(de)分(fen)析(xi)哪(na)裏(li)不(bu)對(dui)，請(qing)分(fen)享(xiang)你(ni)對(dui)該(gai)電(dian)路(lu)的(de)理(li)解(jie)和(he)看(kan)法(fa)。這(zhe)是(shi)對(dui)我(wo)需(xu)要(yao)提(ti)高(gao)仿(fang)真(zhen)技(ji)能(neng)的(de)提(ti)醒(xing)嗎(ma)
？我(wo)們(men)拭(shi)目(mu)以(yi)待(dai)。

 

Ćuk博士似乎偏愛保持低開關頻率，但我認為沒有理由不提高頻率，這樣可以較小的LC值獲得較快的瞬態響應（但這樣會增加開關損耗）。具體有什麼益處呢？讓我們看一些例子：

 

50kHz: 1000µF, 10nH 500kHz: 22µF, 4.6nH 2MHz: 6.8µF, 1nH

 

有時，平方根運算真是有用的。

 

那麼
，你對這個設計的潛在價值有何看法

 

本文轉載自電子技術設計。

 

 

推薦閱讀：