数字变频控制技术在多级降压转换器中实现无传感器飞行电容器电压平衡的应用

《IEEE Open Journal of Power Electronics》：Digital VariableFrequency Control Enabling Sensorless FlyingCapacitor Voltage Balancing in Multilevel Buck Converters

　　

摘要：

多层飞电容器（MLFC）降压转换器在低至高功率应用中具有显著优势，包括降低器件电压应力、有望使用更小的磁性元件以及提高输出功率质量。然而，在变化的负载条件和系统非理想情况下，确保飞电容器（FC）电压的稳定性和平衡仍然是一个主要挑战。本文提出了一种用于MLFC降压转换器的数字变频（DVF）控制方法。该控制方法能够在负载电流的广泛范围内实现快速的输出电压调节和无传感器的FC电压平衡，适用于负载点应用。所提出的方法有效消除了由于系统非理想行为引起的FC电压不平衡问题，即使在重负载运行条件下也是如此。大量的仿真和实验验证表明，在无相位重叠操作下，该控制方法能够实现稳定的运行和快速的动态响应。