汽车48伏串联电容降压转换器中LC逆变器动态特性的主动阻尼

《IEEE Transactions on Power Electronics》：Active Damping of LC Interphase Dynamics in Automotive 48-V Series-Capacitor Buck Converters

汽车48V至0.8V应用中提出了一种4:1系列电容Buck转换器，通过动态飞电容电压跟踪技术解决混合DC-DC转换中的间谐波振荡问题，采用双飞电容电压调节器优化动态响应，实验显示峰值电感电流降低且电压稳定时间缩短至600μs。

　　

摘要：

本文介绍了一种4:1串联-电容降压（SCB）转换器，专为汽车领域48V至0.8V的电源转换应用设计，旨在改善快速输入电压变化时的瞬态响应性能。该设计通过一种创新的动态飞电容电压跟踪技术，解决了混合式直流-直流转换器中固有的相间LC振荡问题。与传统方法不同，该方法采用双飞电容电压调节器来动态调整每相的电流指令，从而确保在宽广的工作范围内实现精确的电流平衡和稳定的系统性能。研究人员建立并分析了详细的小信号模型，以准确捕捉和优化转换器的动态特性。仿真结果显示，在输入电压突变期间，电感器的峰值电流显著降低。使用62.5A、200kHz的原型机进行的实验验证表明，在快速输入电压突变条件下，飞电容的电压稳定时间缩短至600微秒，效果提升了4倍。该解决方案满足了汽车在快速输入瞬变条件下的严格可靠性和性能要求，显著改善了整体的瞬态响应性能，并增强了系统的稳定性。