諧振串聯(lián)型開關電容DC／DC變換器

由圖2和圖4可知，在ωT1≈π／8時，模態(tài)II和IV的時間約為零，則T2≈T3，f≈0．8f0，也說明工作頻率上限fh=0．8f0。
一個T內(nèi)，輸出消耗電量為ILT，電源輸入電流兩次，每次充電電源消耗電量為圖2中Q1的面積，有：Q1=Q2+Q3-2Q4，Q3=Q5+2Q4，ILT=Q2+ Q5。電路變換效率η=UoILT／(2QiUi)×100％=Uo／(2Ii)×100％；充電時段L2平均電流iL2=Q1／T2=(T／T2)(Uo／RL)。

4 實驗結果
實驗采用圖1主電路，VD1，VD2采用1N5821型肖特基二極管，其UVD≈0．4 V(2．5 A時)，功率MOSFET管采用IRF3205，其Ron=8mΩ，Ui=12 V，C=4．4 μF，Cs=C3=470 μF，L1=0．6 mH，L3=0．9 mH，rL3=8 mΩ，RL=6．8 Ω，為降低RC1和rs，C1，C2和Cs不能采用普通鋁電解電容，原因是其等效內(nèi)阻太大，應采用低阻電容。諧振電感采用6匝粗銅漆包線線圈，實驗時調節(jié)電感長度，使f0≈67 kHz，f≈54 kHz，則L≈1μH。
在RL=6．8 Ω時，實驗測得輸出電壓和效率與頻率的關系分別如圖5a，b所示?？梢姡s在fh／4～fh的范圍內(nèi)實驗值與理論分析符合得很好，但在fh／4以下時，由于電路發(fā)生了潛電路效應，實驗與理論相關逐漸增大。約在fh／2～fh的范圍，可使變換效率基本上超過90％。

當開關頻率為45 kHz時，測得波形如圖6所示?？梢?，輸入電流頻率是2倍開關頻率，基本能實現(xiàn)零電流關斷，iC3的負值即為IL3成分，接近直線，說明IL3基本為恒流；uA波形上升階段為諧振充電，接近正弦諧振波形，由于iL2由充電電流iC1和IL3組成，則充電開始和結束波形只能分別接近于谷點和峰點，波形下降階段基本為直線，說明電容為恒流IL3放電；uB為疊加波形。

5 結論
通過理論研究分析和實驗表明，這種諧振串聯(lián)型開關電容DC／DC變換器，在一定調頻控制范圍內(nèi)，能達到較高的效率。對于2倍壓電路，升壓時電源充電電流頻率是開關頻率的2倍，向負載放電電流是連續(xù)的，降低了充放電的峰值電流，降低了阻性損耗，提高了變換效率。