研究生毕业已经5年了，还在迷茫的做电源。🤡给大家介绍一下我做的一个玩具，好像没什么用。😓
图1
如图1所示，这是我的拓扑，这是一个主DC-DC变换器并联一个双向DC-DC变换器，功能是利用双向DC-DC去消除主DC-DC变换器的开关纹波。电容Co有储能和滤波两部分功能，这样做的好处就是Co只需要储能不需要滤波，平时没有纹波电流流过，寿命也可以大大延长。这里双向DC-DC的电容Caux可以省去，直接把消除输出电流纹波所需的能量导入主变换器的输入电容Ci中。
图2
如图2所示，实际电路结构是这样的。一个双向DC-DC用来消除单相DC-DC的开关纹波太浪费了，可以并联用来消除多相DC-DC的开关纹波。这里，我想到的是好像图1中的双向DC-DC可以在图2中拆出来独立的部分。这样就能单独做成一个可插拔的DC-DC纹波消除模块。😓
原理大概是用罗氏线圈采集输出端isum的电流，再用来产生PWM信号控制SA-A和SA-B。不信大家可以看下图，也就是这个拓扑的电压电流波形图，图3。
图3
只要电感的感值Lax=Lph1=Lph2=........=LphN就可以确保辅助相在内的所有相电流的上升下降的斜率相同，同时罗氏线圈产生的信号vct又恰好确保了开通时间和关断时间相同。时间*斜率=幅度，所以上升下降的补充电流iax就和isum刚好反相相消了。
图4
对了，vct是如何产生PWM A-A的可以看图4。其实最简单的就是用比较器把vct和0电压去比较，用比较器反向就可以输出互补的信号，【这里不能用同相，同相会增大纹波】。
图5
但是图4有个问题，那就是比较器将0和vct比较在负载变动的时候输出会不稳定！所以我加了个结构如图5所示让vct和vctmid进行比较。【我把这个结构取了个很酷的名字：自适应比较器】🙄
图6
但是还有一个问题！上面只解决了PWM A-A的生成问题。但是能用吗？这么沙雕的比较器反向生成方式会带来一个问题：就是任何时候辅助相和主DC-DC都是对着干的。也就是说辅助相会把纹波和电流瞬变都消除了，额，讲人话就是这种比较器反相产生信号的方式分不清哪些是负载跳变的电流波动，哪些是DC-DC纹波波动。因为它就是对负载跳变和纹波都是对着干的。
图7
当时我想的是，那就搞个比较器判断电压，电压偏离参考电压我就关闭这个辅助相，电压等于参考电压我就认为是稳态，就开启这个辅助相。不出意外的出意外了，被拒稿了。💔
图8
痛定思痛，整出来了图6，图7，和图8。图6是这个系统的小信号模型，图7是控制框图，图8是画出来的传递函数Gvod1和Gvod2. 果然，在图8中有个点fosc就是对着干的，这个点是Cax和lax的谐振频率，这一段Gvod2的增益特别高，整个系统在d2的作用下变成正反馈了！！！！。简单的理解就是主变换器传递函数Gvod1的补偿器Gc1是按负反馈设计的。但是如图7所示，你把它的输出d1直接取反去驱动Gvod2的时候就是正反馈了。而整个系统的控制到输出传递函数Gvod=Gvod1+Gvod2，所以当Gvod2>Gvod1的时候，也就是fosc那个频率点就会出现正反馈了。【当时仿真了好久都不明白为什么总会在一个频率fosc震荡，这下明白了！】😁
图9
哦，原来是我文献调研不足了。后来我看到了原来有人用的是图9中的方法，把Fm拆成Fm和-Fs，这样可以把Gvod2的增益压下来，确保还是负反馈。
图10
不过我设计的是可插拔的补偿模块，怎么可以用这种中心化的控制方法呢？好吧我想到的是，自适应比较器还是要用，但是我要多采集一个输入电压v1，我提出的方法如图10所示。
图11
图11展示了这个方法的具体结构框图。额，就是再给Cax外置一个电压环。用Loop2来稳定Cax的电压!【大概是，别人的环在里面做了处理，我把它摘出来了】🙄
图12
然后就是要做Loop2的环路设计了，好巧不巧，这个环路大概就是一个lc输出滤波器的样子。额，也可以理解，因为Co>>Cax，可以认为Cax就是接地的。
图13
图13是当时设计补偿器的波特图，这个没什么好说的，用的就是图14所示的Type3补偿器。
图14
图15
图15，这就是鼠鼠的样机了。鼠鼠我的样机确实是可以干到50W的，输出电流40A，输出电压1.2V。那个白色的罗氏线圈是鼠鼠自己绕的，用的是漆包线和热塑管，再来个IPEX线。🙄鼠鼠本来想靠卖手工罗氏线圈赚点钱，然而现在柔性电流探头的价格已经被打下来了，痛失暴富机会+1。🙃。
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附带一下测试效果如下：
稳态没插模块的，浅绿色是输出电流纹波，12.4A。
稳态插消除模块的，浅绿色是输出电流纹波，1.2A。看深绿色输出电压纹波也能看出来，纹波从18.4mV下降到12mV。还是有点用的，之所以不能完全消掉和电感偏差，PCB寄生参数，输出电容寄生参数都有关。😕
这个是插了和没插的瞬态响应波形。看得出来，还是稳定的。😀
额，总之，好像做了个没有用的东西！！！大概就是这样吧，希望鼠鼠能要点零件耗材费，知足了。
视频演示：
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SupportingMaterial.rar鼠鼠把原理图，PCB，matlab代码，多项交错并联传递函数推导，simplis仿真，都打包在压缩包了。至于鼠鼠的论文在IEEE上可以搜到【因为可能涉及版权问题，咱就不放了】。
A Configurable DC-DC Ripple Attenuator Module With an Active Ripple Cancellation Technique
如果不懂的话，看论文和支撑材料里的PDF会对你有所帮助。
鼠鼠特别感谢台湾成功大学的梁从主教授！梁老师人真好！
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最近被拒稿了！啊，希望2026年好运吧，偶尔开贴记录记录生活也好。
-------小黄狗，一名电子爱好者，2025.12.28
