负输出罗氏变换器实用性剖析
择高阻值的负载电阻可使输出电压值接近于计算值。对应于不同导通占空比的功率传输效率如表1所示。实测结果平均功率传输效率可高达86％（0.5≤k≤0.8）,在k=0.7时效率可高达90％。
6Pspice仿真结果
为了和实验结果相对应，Pspice〖14〗仿真过渡过程条件是设置打印步长为1μs；最后的时间为15ms；没有打印延迟0；步长最高定额是 200ns；开关脉冲的上升时间是Tr=1ns；下降时间Tf=1ns；开关闭合时间Ton=2～19μs,开关频率f=50kHz，周期T=20μs。 VI=12V,R=100Ω～5kΩ,L12=0.6mH,L14=L13=L11=0.3mH,C11=C10=2μF,C12=C13=C14= 20μF。由于仿真时认为所有元器件都是没有功率损耗的理想部件，开关脉冲的上升时间和下降时间都很短（1ns），所以功率传输效率接近100％。但实际上开关S和二极管的电压降都不为零，所以实际电压比计算值要低。Pspice仿真在占空比k从0.1到0.9（Ton=2～19μs）,k每隔0.1做一次仿真，仿真结果与理论分析和计算完全一致。在此限于篇幅关系，仅把k=0.6；R=300Ω仿真所得到的部分波形显示在图18上。
图18k=0.6;R=300Ω仿真所得到的部分波形图
7讨论
7.1与输出电压VO相对应的导通占空比k
对负输出罗氏三举变换器来说，导通占空比k在0<1时
如果k是接近于1的数值，理想输出电压VO的绝对值应是很大的数值。但由于寄生成分的影响，输出电压VO的绝对值会很快下跌。最终，当k=1时，VO=0，并非无穷大。因为k=1表示开关k始终闭合从没有打开，VI为直流，电感L11对直流的感抗为零，所以在这情况下，将会发生电流iL11趋向无穷大的事故。建议导通占空比k的数值区间是：
0<k<0.95
<0.95
7.2开关频率f
在本文中，开关重复频率选择f=50kHz做实验，以验证负输出罗氏三举变换器的先进性。在这情况下，输出电压的纹波非常小，其波形显示在图12-图17 上。事实上开关频率f可以在10kHz到200kHz之间选择。通常，频率越高，电压和电流的纹波就越小。一般，DC/DC变换器采用更高的工作频率工作时，就要求PWM开关脉冲要有很短的上升和下降时间，同时还要求所采用的所有半导体器件即功率开关管和快速二极管的响应时间要快。
7.3电容C10和C11
一般大电容量的电容，其结构多数是卷绕线式，这种结构的等效电路是分布电感、漏电阻和电容的串联电路。在低频工作时，分布电感的感抗和漏电阻阻值都很小，其电抗主要为容抗。但工作频率提高后，分布电感的感抗也就随之升高，当分布电感的感抗大于电容的容抗时，电容就不起电容的作用，而变成一个电感。在此电路中，由于工作频率较高，所以电容C10和C11不能用卷绕式电容，而应采用特殊结构的无分布电感的高频无感电容。
8结论
负输出罗氏变换器是一种已开发的新型DC/DC升压型变换器系列，是在DC/DC变换器中应用电压举升技术的又一设计实例，能完成从正到负的DC/DC升压变换。本文通过分析、稳定性评估、测试和仿真对这种变换器进行了实用性剖析，论述结果充分表明：这种变换器确实具备结构简易价廉、纹波小、稳定性好、效率高、功率密度高等优点，实用性好、应用价值大，尤其是应用于高电压变换的项目上。
收稿日期：99.9.24
定稿日期：99.10.26