Метод снижения потерь энергии в импульсном преобразователе напряжения

Авторы: Непомнящий О. В., Краснобаев Ю. В., Сазонов И. Е., Яблонский А. П.

Аннотация: Предложен метод вычисления моментов генерации управляющих сигналов для силовых ключей импульсного преобразователя напряжения (ИП) с высоким КПД и возможностью реверса потока энергии. Метод применим для каскадного повышающе-понижающего ИП, в котором управление силовыми ключами, выполненными на основе МДП-транзисторов, осуществляется таким образом, чтобы обеспечить протекание обратного тока смещения в начале каждого периода преобразования. Протекание такого тока позволяет выполнять отпирание ключей при нуле напряжения и нуле тока, что позволяет минимизировать динамические потери энергии в ключах. Такой алгоритм переключения называется «мягкой коммутацией». При этом необходимой является пауза между моментами переключения транзисторов смежной пары ИП, в течение которой происходит перезаряд выходных ёмкостей транзисторов с последующим переходом антипараллельного диода отпираемого ключа в проводящее состояние. Предложенный метод основан на оценке задержек при переключении транзисторов входного каскада для худшего случая разброса характеристик компонентов ИП и обеспечивает гарантированное отпирание верхнего транзистора входного каскада при нуле напряжения и нуле тока. Представлен уточненный способ расчета величины обратного тока смещения с учетом описанных временных задержек и напряжения на входе ИП.

Ключевые слова: импульсный преобразователь напряжения, мдп-транзистор, драйвер, динамические потери энергии, переключение при нуле напряжения, переключение при нуле тока, цифровое управление

Библиография статьи: Непомнящий О. В. Метод снижения потерь энергии в импульсном преобразователе напряжения / О. В. Непомнящий [и др.] // Доклады ТУСУР. – 2022. – Т. 25, № 2. – С. 82–90. DOI: 10.21293/1818-0442-2022-25-2-82-90