【《降低电流纹波方法研究的国内外文献综述》1800字】

降低电流纹波方法研究的国内外文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u21225降低电流纹波方法研究的国内外文献综述 1129181交错并联技术 111392低通滤波技术 1115833电流型输入技术 2175394耦合电感技术 3163675纹波电流注入技术 3针对输入电流纹波过大问题，国内外文献都有提出改进方案，大部分方法只能降低难以彻底消除，或者受限特定参数限制，下面介绍五种降低电流纹波方法。1交错并联技术通过对变换器交错并联可以降低电流纹波。如图1.15(a)所示，其原理是将多个DC/DC变换器模块进行交错并联，并控制相位角互相错开，各单元电流叠来降低电流纹波，提高动态响应速度和稳定性。以多相交错并联Boost变换器为例，将输入电流纹波进行归一化处理，所得归一化值与占空比关系如图1.11(b)所示，电流纹波随并联相数增大而降低，在特定条件时，才能完全消除电流纹波，受占空比和并联项数特定关系限制。(a)交错并联DC/DC变换器(b)输入电流纹波归一化曲线图1.11交错并联变换器与输入电流纹波归一化曲线Figure1.11Interleavedparallelconverterandinputcurrentripplenormalizationcurve2低通滤波技术低通滤波技术一般应用在电流输入型DC-DC变换器输入端，其电路结构相对简单，无需过多器件就能降低电流纹波。如图1.12(a)所示，在变换器输入端增加LC滤波单元，电容输出接电源负端，当滤波电容足够大时，其两端电压几乎不变，滤波电感两端电压视为零值，则电感电流在单位周期的变化率为零，几乎实现电流零纹波。图(b)是将LC电路中电容接向输入端，低通滤波单元结构简单但只能降低纹波不能消除[27-28]。文献[29]提出一种新型滤波单元，由一个双极结型晶体管(BJT)和一个电容组成，控制BJT两端电压变化使其工作在放大区，这种滤波方式可以降低电容大小，但会额外增加BJT导通损耗。（a）（b）图1.12低通滤波DC-DC变换器Figure1.12DC-DCconverterwithlowpassfiltering3电流型输入技术传统Boost变换器输入电感较大时，其输入电流纹波相对较小。针对这一特点，将拥有较大输入电感Boost变换器与高增益变换器级联，降低电流纹波同时，进一步提高电压增益。为了简化级联后拓扑结构，提出一种类型二次型拓扑结构的新型变换器，既能保留未简化前变换器性能，又能减少有源开关的使用，降低导通损耗。由于传统Sepic变换器与Boost变换器前级电路结构相同，可以将隔离型Sepic变换器与其他升压单元通过变压器耦合方式连接，如图1.14所示，该结构只用一个开关管，控制简单，只增加一个电感和电容情况下，能大幅度降低电流纹波但不能消除，但级联技术使拓扑结构较复杂[30-31]。图1.13级联型零电流纹波拓电路Figure1.13Cascadedzerocurrentrippleextensioncircuit图1.14级联型低输入电流纹波Sepic变换器Figure1.14CascadedLowInputCurrentRippleSepicConverter4耦合电感技术为了彻底消除电流纹波，耦合电感技术是一种切实可行方法，将输入电感与拓扑中其他电感进行耦合，一般常用于电源与电感直接串联的D-CDC变换器中。如图1.15(a)所示，在传统Boost变换器增加一条LC电路，注意两个电感须同名端相连，通过对电感、耦合实现零电流纹波。图1.15(b)所示，基于传统Sepic变换器基础，直接对独立电感、耦合，无需增加额外电感电容器件[32]。当互感系数等于电感时才能彻底消除电流纹波，这无疑增加变压器设计难度，且输出电压较小，需要增加倍压单元来提高电压增益。(a)零输入电流纹波Boost变换器(b)零输入电流纹波Sepic变换器图1.15零输入电流纹波耦合电感型DC-DC变换器Figure1.15ZeroinputcurrentripplecouplinginductiveDC-DCconverter5纹波电流注入技术在电流型输入DC-DC变换器输入侧增加纹波电流注入单元，通过电流纹波叠加实现零纹波，该单元可分无源型和有源型。图1.16(a)为无源纹波电流注入型高增益变换器，当时，这两个电感电流纹波在相同时间内变化幅度相同，即电流上升或下降斜率大小相等，通过电流叠加实现零电流纹波。为了减小变压器体积和降低设计难度，一般将变压器匝比设置为1:1，只需两耦合电感数值相等即可，该电路结构中电感、电容、变压器的平均电流为零，不会增加过多损耗；图1.16(b)所示，采用有源纹波电流注入单元，该电路相对简单，不需要增加变压器，仅控制有源开关变化就能实现零纹波，同步整流型Boost单元上增加电容构成有源注入纹波电流单元，开关管和互补导通，仅在占空比为时，电流和上升或下斜率相等才能完全消除电流纹波，受到特定占空比大小限制[33]。(a)无源纹波电流注入(b)有源纹波电流注入图1.16纹波电流注入型零输入电流纹波DC/DC变换器Figure1.16RipplecurrentinjectiontypezeroinputcurrentrippleDC/DCconverter经上述分析可知，采用无源低通滤波和输入电流型滤波只能降低不能完全消除电流纹波，输入电流型方法还需要级联满足高增益要求。交错并联和耦合电感方法实现零电流纹波分别受特定占空比和互感系数限制。有源纹波电流注入单元开关管使用较多，增加开关导通损耗。无源纹波