新轉(zhuǎn)換器架構(gòu)在50kHz都不用磁芯，不是50MHz

?uk博士設(shè)計的?uk DC-DC轉(zhuǎn)換器以其輸入和輸出紋波電流低而聞名，可作為升降壓轉(zhuǎn)換器使用。本設(shè)計實例示出了?uk博士的一個新轉(zhuǎn)換器架構(gòu)，這是一種諧振轉(zhuǎn)換器，即便在相當?shù)偷念l率（例如50kHz）下運行，仍然可以通過極少量的電感與大電容產(chǎn)生諧振。?uk博士傾向于保持低開關(guān)頻率，但提高頻率卻能以較小的LC值獲得較快的瞬態(tài)響應(yīng)。

很多工程師都知道Slobodan ?uk （發(fā)音類似chook） 博士，他是?uk DC-DC轉(zhuǎn)換器架構(gòu)的設(shè)計者，這種轉(zhuǎn)換器以輸入和輸出紋波電流低而聞名，也可作為降壓-升壓器使用。

所以最近當我注意到?uk博士又發(fā)布了一個新的轉(zhuǎn)換器架構(gòu)時，我的興趣馬上就被調(diào)起來了。

我一直與這位和善的博士保持著聯(lián)系，但是不太清楚他的新設(shè)計情況。原型好像已經(jīng)建成，不過細節(jié)還沒有透露。

該設(shè)計被認為是一種諧振轉(zhuǎn)換器，即便在相當?shù)偷念l率（例如50kHz）下運行，仍然可以通過極少量的電感（甚至可以只是PCB走線）與大電容諧振。

圖1：?uk博士提出的諧振降壓轉(zhuǎn)換器兼電荷泵。

我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的電路描述有點難以理解（這無疑說明我的能力還不夠），下面只是我對該設(shè)計的一些粗淺領(lǐng)會。

如果忽略電感器（用短路替換），它基本上就是一個電荷泵，以2：1的比例運行。

設(shè)想電路或多或少處于平衡狀態(tài)，開關(guān)如圖1所示：輸入電壓將在C1和C2之間被分壓。當開關(guān)翻轉(zhuǎn)時，C1將與C2并聯(lián)（通過S2和D1），傳輸一些電量以補充C2。

通過使用電感器，每個電荷泵（CP）相位是諧振周期的一半。這樣可以減少標準CP設(shè)計中出現(xiàn)的電流尖峰，并且可以在不損失效率的情況下實現(xiàn)輸出電壓的占空比控制（因為電感會降低電荷傳輸速率）。我想控制電路也必須采取突發(fā)模式，以便在低負載時保持輸出電壓不上升，因為在電荷轉(zhuǎn)移階段，L2的能量將不斷轉(zhuǎn)移到電容器中。

D1和D2可以是實際的二極管，如果不介意損耗的話，但在大多數(shù)情況下應(yīng)該是同步開關(guān)。?uk博士指出，在這種情況下替代D2的FET可能需要在開路時阻斷電流，就像二極管一樣，但是其源極代替D2陰極的N溝道FET（如?uk博士的一個電路原理圖中所示的）將使一個體二極管指向錯誤的方向。背靠背FET可能是必要的，但是要有正確的控制電路，我認為源可能在左邊。

通過這個設(shè)計，我相信我的分析能力得到了提高，但如果你認為我的分析哪里不對，請分享你對該電路的理解和看法。這是對我需要提高仿真技能的提醒嗎？我們拭目以待。

?uk博士似乎偏愛保持低開關(guān)頻率，但我認為沒有理由不提高頻率，這樣可以較小的LC值獲得較快的瞬態(tài)響應(yīng)（但這樣會增加開關(guān)損耗）。具體有什么益處呢？讓我們看一些例子：

50kHz： 1000μF， 10nH 500kHz： 22μF， 4.6nH 2MHz： 6.8μF， 1nH

有時，平方根運算真是有用的。

那么，你對這個設(shè)計的潛在價值有何看法？