دانلود ترجمه مقاله مدل دینامیک مبدل های قدرت کلیدزنی شده با خازن

1. مقدمه 2. استخراج مدل دینامیک مرتبه کامل 3. استخراج مدل I/O 4. مثال: مبدل فیبوناچی 5. مبدل فیبوناچی تجربی 6. نتیجه گیری

چیکده – مبدل های خازن کلیدزنی شده (SC) غالبا برای کاربردهای توان پایین که نیاز به تنظیم خروجی کم یا بدون نیاز به آن هستند، استفاده می شوند. کار تحقیقاتی قبلی ، مدل های مبدل SC استاتیک را ایجاد کرد که اساساً از یک ترانسفورماتور ایده آل (با نسبت دور تعیین شده با توپولوژی) و یک مقاومت خروجی که با گزینه های مولفه ای، فرکانس کلیدزنی و نسبت وظیفه، تغییر می کند، تشکیل می شود. در این مقاله، مدل استاتیک تعمیم می یابد تا شامل پاسخ دینامیک برای ولتاژ ورودی و تغییرات جریان خروجی باشد. مدل دینامیک، در سیستم هایی که گذرایی توان خروجی بزرگی تجربه می کنند، مانند سیستم های توان پایین که وارد مدهای خواب می شوند و خارج می شوند، بسیار مهم هستند. برای کاربردهایی که تنها با رفتار ورودی-خروجی ارزیابی و بررسی می شوند، مدل مرتبه کاهش یافته، که دینامیک درونی را نادیده می گیرد، استخراج می شود. مدل دینامیک، با شبیه سازی ها و نتایج تجربی، اعتبار سنجی می شود. مقدمه: مبدل های خازن کلیدزنی شده (SC) از دوبلرهای ولتاژ ساده تا توپولوژی های بسیار پیچیده، مانند توپلولوژی فیبوناچی (که بخاطر اینکه برای تعداد معینی از خازن ها به حداکثر بهره می رسد، شناخته شده)، متغیر هستند. کاربردهای مبدل SC، بخاطر بازده بسیار بالا و نبود القاگر، درحال رشد هستند، بخصوص در سیستم های کاملاً یکپارچه. یک مبدل SC، معمولاً برای کاربردی استفاده می شود که نیاز به تنظیم کم یا عدم نیاز به تنظیم دارند، زیرا معمول ترین روش های تنظیم ، یا نیاز به تغییرات دینامیک در توپلوژی دارند یا باعث افزایش تلفات می شوند. در تحقیقات قبلی، یک سری مدل استاتیک متناظر با مدل ساده شده نشان داده شده در شکل 1، یک ترانسفورماتور ایده آل با مقاومت خروجی، استخراج شدند. این تحقیق براساس روش ارائه شده در [13] است که مجموعه ای از معادلات دینامیک پیوسته زمان را متناظر با مجموعه ای از مدهای کلیدزنی به یک مدل زمان گسسته تبدیل می کند. برای یافتن یک مدل استاتیک، روش گفته شده در [13] جواب حالت ماندگار را برای مدل زمان گسسته بدست می آورد. مزیت کلیدی، توانایی اتوماتیک سازی این روش است، که در [18] نشان داده شده است.

Switched-capacitor (SC) converters are frequently used for low-power applications that require little or no output regulation. Previous work has established static SC converter models, essentially composed of an ideal transformer (with turns ratio determined by the topology) and an output resistance that varies with component choices, switching frequency, and duty ratio. In this paper, the static model is expanded to include the dynamic response to the input voltage and output current changes. The dynamic model is particularly important in systems that experience large output power transients, such as low-power systems that enter and exit sleep modes. For applications that are only concerned with input-output behavior, a reduced-order model that neglects internal dynamics is derived. The dynamic model is validated with both simulations and experimental results. INTRODUCTION: Switched-Capacitor (SC) converters range from simple voltage doublers to highly complex topologies, such as the Fibonacci topology (known to achieve maximum gain for a given number of capacitors) [1], [2]. Because of their high efficiency and lack of inductors, SC converter applications are growing, especially in fully integrated systems [3], [4]. An SC converter is typically used for an application that requires little or no regulation, because the most common regulation methods either require dynamic changes in the topology [5]–[7] or lead to increased losses [8]–[11]. In previous works, a variety of static models have been derived corresponding to the simplified model shown in Fig. 1, an ideal transformer with output resistance [12]–[17]. This study builds on the methodology in [13], which converts the set of continuous-time dynamic equations corresponding to the set of switching modes into a discrete-time model. To find a static model, the method in [13] finds the steady-state solution to the discrete-time model. One key advantage is the ability to automate this method, as shown in [18].