Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển công suất led driver

Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển công suất led driver Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển công suất led driver Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển công suất led driver luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Hà Nội – 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Nguyễn Văn Quyết

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Văn Quyết

Đề tài luận văn: Nghiên cứu và thiết kế mạch điều khiển công suất LED driver

Chuyên ngành:Kỹ Thuật Điện Tử

Mã số SV: CB170224

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng

Ngày tháng năm

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Lời Cam Đoan

Tôi là Nguyễn Văn Quyết, mã số học viên CB170224, học viên thạc sỹ ngành Kỹ Thuật Điện Tử trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn là TS Phạm Nguyễn Thanh Loan Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong luận văn này là kết quả tìm hiểu và nghiên cứu của chính bản thân mình Các dữ liệu được nêu trong đồ án hoàn toàn trung thực và phản ánh đúng kết quả đo đạc thực tế cũng như mô phỏng Mọi thông tin trích dẫn đều tuân thủ các quy định về sở hữu trí tuệ, các tài liệu tham khảo được liệt kê rõ ràng Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội dung được trình bày trong luận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Người cam đoan

Nguyễn Văn Quyết

Lời Cảm Ơn

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và làm luận văn Thạc sỹ tại LAB BKIC 611- Viện Điện Tử Viễn Thông- Trường ĐHBK Hà Nội em đã được sự hướng dẫn tận tình của TS Phạm Nguyễn Thanh Loan- ĐHBK Hà Nội, GS TS Lê Hạnh Phúc- Giảng viên

ĐH Colorado - USA và sự hợp tác tích cực của các thành viên trong LAB BKIC Luận văn thạc sỹ của em đã hoàn thành với những đóng góp khoa học có ý nghĩa tực tiễn và

đã được công bố trên các hội thảo quốc tế Đạt được các kết quả như hôm nay là nguồn động lực lớn để em tiếp tục học tập và nâng cao trình độ chuyên môn trong tương lai

Em xin trân trọng cảm ơn TS Phạm Nguyễn Thanh Loan, GS.TS Lê Hạnh Phúc- ĐH Colorado, các Giảng viên Viện Điện Tử Viễn Thông- Đại Học Bách Khoa Hà Nội và các thành viên LAB BKIC đã luôn tận tình giảng dạy và hướng dẫn các kiến thức chuyên môn sâu rộng giúp em có kỹ năng và chuyên môn giải quyết các bài toán về vấn đề học thuật cũng như thực tiễn

Con xin chân thành cảm ơn bố mẹ đã nuôi dưỡng, động viên và giúp đỡ con trong suốt thời gian qua để con có được sự tiến bộ như ngày hôm nay

Trân trọng cảm ơn!

Học viên

Nguyễn Văn Quyết

Mục Lục

Lời Cam Đoan i

Lời Cảm Ơn ii

Danh Mục Từ Viết Tắt vi

Danh Mục bảng Biểu vii

Danh Mục hình vẽ viii

Lời Nói Đầu 1

Chương 1 Tổng Quan Về Mạch Chuyển Đổi Điện Áp Một Chiều DC-DC Converter……… 2

1.1 Bộ nguồn chuyển mạch sử dụng cuộn cảm 2

1.1.1 Mạch hạ áp lý tưởng (ideal buck converter) 2

1.1.2 Mạch tăng áp lý tưởng (ideal boost converter) 5

1.1.3 Phân tích mạch không lý tưởng 7

1.2 Bộ nguồn chuyển mạch sử dụng tụ điện (mạch SCC) 9

1.2.1 Vectơ sạc của tụ (charge vector) trong mạch SCC 9

1.2.2 Mô hình hóa mạch SCC 12

1.2.3 Slow switching limit 13

1.2.4 Fast switching limit 14

1.3 Kết luận chương 14

Chương 2 Thiết Kế Mạch Lai Dựa Trên Mạch Dickson 16

2.1 Phân tích lý thuyết mạch lai dựa trên mạch Dickson 16

2.1.1 Giới thiệu chung về mạch lai (hybrid converter) 16

2.1.2 Phân tích cấu trúc mạch lai dựa trên mạch Dickson hạ áp 17

2.2 Giải pháp cho việc điều khiển công tắc trong thiết kế 19

2.2.1 Ứng dụng của gate driver trong mạch hạ áp 20

2.2.2 Thiết kế gate driver cho mạch lai đề xuất 22

2.3 Mô hình hóa mạch đề xuất 24

2.3.1 Tính toán vector sạc ac 26

2.3.2 Tính toán vector aL và RSSL. 27

2.4 Kết luận chương 28

Chương 3 Thiết Kế Mạch Tích Hợp 29

3.1 Cấu trúc mạch và thông số kỹ thuật 29

3.2 Phân tích hoạt động của mạch 30

3.2.1 4 pha hoạt động cơ bản 30

3.2.2 Phân tích tiêu hao hard charging 31

3.2.3 6 pha hoạt động của mạch 32

3.3 Thiết kế và layout các khối trong mạch tích hợp 33

3.3.1 Sơ đồ các khối trong mạch tích hợp 33

3.3.2 Khối bộ đệm 34

3.3.3 Khối gate driver cho các công tắc HS 35

3.3.4 Layout gate driver 38

3.3.5 Layout tổng của mạch 39

3.4 Các kết quả mô phỏng đạt được 41

3.5 Kết luận chương 42

Kết Luận 43 Tài liệu tham khảo 44 Các Công Trình Khoa Học Đã Công Bố 45

Danh Mục Từ Viết Tắt

Danh Mục bảng Biểu

Bảng 2.1 Ưu nhược điểm của từng loại mạch SIC và SCC 16

Bảng 2.2 Giá trị điện áp các nút và điện áp ra Vout 19

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của mạch đề xuất 30

Bảng 3.2 Kích thước công tắc trong mạch nguyên lý và layout 39

Bảng 3.3 Kết quả đo hiệu suất mạch trước và sau khi layout 41

Danh Mục hình vẽ

Hình 1.1 mô hình mạch hạ áp và hai pha hoạt động của mạch 3

Hình 1.2 Độ thị hàm M(D) theo D 5

Hình 1.3 Mô hình mạch tăng áp và hai pha hoạt động của mạch 6

Hình 1.4 Đồ thị hàm M(D) của mạch tăng áp 7

Hình 1.5 Mô hình mạch hạ áp không lý tưởng 7

Hình 1.6 Pha 1 mạch hạ áp không lý tưởng 8

Hình 1.7 Pha 2 mạch hạ áp không lý tưởng 8

Hình 1.8 Một số loại mạch SCC a) mạch thang b) mạch Dickson c) mạch nối Fibonacci [2] 10

Hình 1.9 Mô hình mạch Dickson 5-to-1 11

Hình 1.10 Hai pha hoạt động của mạch Dickson 5-to-1 11

Hình 1.11 Mô hình mạch SCC 12

Hình 2.1 Mô hình đơn giản mạch lai [3] 17

Hình 2.2 Hai pha hoạt động của mạch Dickson 5-to-1 18

Hình 2.3 Mô hình mạch lai Dickson 5-to-1 và bộ lọc LC 19

Hình 2.4 Mạch hạ áp đồng bộ 20

Hình 2.5 Mô hình mạch hạ áp dử dụng gate driver 20

Hình 2.6 Cấu trúc mạch LM5113 và ứng dụng [4] 21

Hình 2.7 Ứng dụng phương pháp bootstrap cho mạch Dickson 23

Hình 2.8 Mạch bootstrap đề xuất 24

Hình 2.9 Mô hình đầy đủ của mạch đề xuất 24

Hình 2.10 Dạng sóng điện áp của tụ C1 25

Hình 2.11 Hai pha hoạt động với trạng thái sạc/xả của Cfly 26

Hình 2.12 So sánh kết quả tính toán trước và sau khi sửa vector ac 27

Hình 3.1 Mô hình mạch Dickson 4-to-1 2 cuộn cảm 29

Hình 3.2 4 pha hoạt động của mạch a) pha 1, b) pha 2, c) pha 3, d) pha 4 31

Hình 3.3 6 pha hoạt động của mạch 32

Hình 3.4 Tín hiệu điều khiển các công tắc 33

Hình 3.5 Sơ đồ khối on chip của mạch 34

Hình 3.6 Mạch nguyên lý kiểm tra chip sau khi sản xuất 34

Hình 3.7 Mô hình thiết kế của bộ đệm 35

Hình 3.8 Sơ đồ các khối bên trong gate driver 35

Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý mạch level shifter 36

Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch bootstrap 37

Hình 3.11 Layout khối gate driver 38

Hình 3.12 So đồ layout mạch tổng thể 40

Hình 3.13 Kết quả mô phỏng khối gate driver 41

Hình 3.14 Tín hiệu điện áp đầu ra, dòng điện iL và dòng vào 42

Lời Nói Đầu

Trong những năm gần đây, do lợi thế về mặt hiệu suất và tuổi thọ cao mà đèn LED được sử dụng phổ biến và thay thế dần cho các loại đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang truyền thống Các nguồn điện phổ biến ở Việt Nam hiện nay là nguồn 220V xoay chiều, trong khi đó, đèn LED là bóng đèn sử dụng nguồn điện một chiều LED driver là một bộ điều khiển công suất nhằm cung cấp điện áp một chiều cho đèn LED hoạt động Một mạch LED driver thường có hai tầng chính, tầng đầu là mạch chuyển đổi AC-DC nhằm tạo ra điện áp một chiều từ lưới điện 220V AC, tầng thứ hai là mạch chuyển đổi DC-DC nhằm tạo ra điện áp DC thích hợp cho đèn LED hoạt động Luận văn tập trung vào thiết

kế phần thứ hai, DC-DC, trong đó, cấu trúc mạch được đề cấp tới là một mạch lai (Hybrid DC-DC converter) có thể chuyển đổi điện áp với một hệ số chuyển đổi lớn mà vẫn đảm bảo được hiệu suất của mạch

Với thị trường Việt Nam hiện nay, các đèn LED chủ yếu được thiết kế để hoạt động

ở điện áp 12V và công suất cho ứng dụng chiếu sáng trong nhà dao động từ 6W đến 18W Qua việc phân tích lý thuyết từ các bài báo trên thế giới, luận văn trình bày một mạch DC-DC với cấu trúc mới chuyển đổi từ điện áp 120V DC xuống 12V với hiệu suất đỉnh đạt tới 92% và dải công suất từ 1W đến 12W ứng dụng cho việc chiếu sáng trong nhà

Nội dung chính của luận văn gồm 3 chương: chương 1 trình bày tổng quan chung và

cơ sở lý thuyết về mạch DC-DC (switched inductor và switched capacitor) Chương 2 trình bày lý thuyết về nguyên lý hoạt động của mạch được thiết kế, mô hình tương đương của mạch và đề xuất một phương pháp mới về thiết kế gate driver dựa trên các cấu trúc

đã có sẵn trong các bài báo về thiết kế PCB Chương 3 trình bày về thiết kế của các khối nhỏ khi đưa vào mạch tích hợp (IC) và các kết quả đạt được trong quá trình thiết kế Cấu trúc mạch được tối ưu hơn so với mạch PCB ở chương 2 do việc lắp thêm cuộn cảm nhằm hạn chế công suất tiêu hao do tụ gây ra

Chương 1 Tổng Quan Về Mạch Chuyển Đổi Điện Áp Một Chiều

DC-DC Converter

Các mạch DC-DC về cơ bản được chia làm hai loại là bộ nguồn chuyển mạch sử dụng cuộn cảm (switched inductor converter (SIC)) và bộ nguồn chuyển mạch sử dụng tụ điện (switched capacitor converter (SCC)) Chương này mang tính tổng hợp và trình bày một cách tổng quan nhất về phương pháp tính toán và các đặc điểm cơ bản của một số mạch DC-DC Các lý thuyết sâu hơn về mạch SIC được trình bày trong [1], trong khi đó, [2] trình bày về các mạch SCC

1.1 Bộ nguồn chuyển mạch sử dụng cuộn cảm

1.1.1 Mạch hạ áp lý tưởng (ideal buck converter)

Mạch hạ áp lý tưởng bao gồm một cuộn cảm L, hai công tắc S1, S2 và một tụ điện

Cout Trong trường hợp lý tưởng, điện trở ký sinh của cuộn cảm L và hai công tắc S1, S2 được coi như bằng không Hình 1.1 mô tả mạch hạ áp và hai pha hoạt động của nó Trong pha 1, công tắc S1 bật và công tắc S2 tắt, cuộn cảm L được sạc bởi nguồn áp vào 𝑉𝑖𝑛 Điện áp hai đầu L, 𝑣𝐿, và dòng điện của tụ điện, 𝑖𝐶 được xác định như công thức (1.1)

Trong pha 2, công tắc S1 tắt và công tắc S2 bật, cuộn cảm L nối đất và xả ra 𝑉𝑜𝑢𝑡 Tương tự như pha 1, bằng việc sử dụng SRA ta có thể tính được điện áp hai đầu L và dòng điện chảy qua tụ điện như công thức (1.5) và (1.6)

Hình 1.1 mô hình mạch hạ áp và hai pha hoạt động của mạch

Để tính được điện áp đầu ra V out và dòng điện trung bình qua cuộn cảm  i L từ các phương trình (1.3), (1.4), (1.5), (1.6), ta cần sử dụng định lý cân bằng điện áp theo thời gian của cuộn cảm (Volt-second-balance) và cân bằng điện tích của tụ điện (Charge-balance) Cụ thể, hai định lý đó được phát biểu như sau:

Định lý Volt-second-balance: Ở trạng thái ổn định của mạch (steady state), điện áp trung bình rơi trên cuộn cảm L trong một chu kỳ bằng 0, v L = 0

Định lý Charge-balance: Ở trạng thái ổn định của mạch (steady state), trong một chu

kỳ, tổng lượng điện tích sạc vào tụ bằng tổng lượng điện tích tụ xả ra bên ngoài Hiểu theo một cách khác, dòng điện trung bình của tụ điện trong một chu kỳ bằng không,

 =  , trong đó, T là chu kỳ của hàm f t( ) Như vây, v L 

được tính theo công thức (1.7)

= , thời gian hoạt động của pha 1 và pha 2 có thể được tính lại lần lượt là DT S và (1 −D T) S Công thức (1.7) có thể được viết lại như sau

Từ phương trình (1.6) và định lý charge-balance ta có thể tính được giá trị trung bình

D1

1

0

Hình 1.2 Độ thị hàm M(D) theo D

1.1.2 Mạch tăng áp lý tưởng (ideal boost converter)

Cũng giống như mạch hạ áp, mạch tăng áp cũng sử dụng 2 công tắc, một cuộn cảm

và một tụ điện Trong đó, cuộn cảm và các không tắc không có điện trở ký sinh Tuy nhiên, cách mắc mạch và hai pha hoạt động của mạch tăng áp khác với mạch hạ áp Sơ

đồ mạch tăng áp và hai pha hoạt động của nó được mô tả ở hình 1.3

Pha 1 hoạt động trong thời gian DT S, công tắc S1 bật, S2 ngắt, cuộn cảm L nối đất và được sạc bởi V in, tụ C out xả bởi điện trở R load Dựa vào định lý KVL và sử dụng SRA, v L

và i Cđược tính như công thức (1.10), (1.11)

out C

load

V i

Từ công thức (1.10), (1.11), (1.12) (1.13) và hai định lý volt-second-balance và charge-balance, mối quan hệ giữa V invà V out, và giá trị  i L được thể hiện ở công thức (1.14), (1.15)

1

in out

V V

-Hình 1.3 Mô hình mạch tăng áp và hai pha hoạt động của mạch

Như vậy, hàm M D( ) trong mạch tăng áp được xác định bởi công thức ( ) 1

D1

10

Hình 1.4 Đồ thị hàm M(D) của mạch tăng áp

1.1.3 Phân tích mạch không lý tưởng

Ở phần trên là những phân tích về mạch thạ áp và mạch tăng áp lý tưởng Trong thực

tế, các công tắc và cuộn cảm trong mạch đều có điện trở ký sinh Phần này sẽ phân tích

ví dụ một mạch hạ áp sử dụng hai MOSFET là công tắc của mạch, mạch hạ áp cũng có thể sử dụng công tắc là một MOSFET và một diode được trình bày trong tài liệu tham khảo [1] Hình 1.5 mô tả mạch hạ áp với hai công tắc được thiết kế từ 2 MOSFET

Hình 1.5 Mô hình mạch hạ áp không lý tưởng

Cũng giống với mạch lý tưởng, việc phân tích mạch hạ áp thực tế được thực hiện trong 2 pha; pha 1 hoạt động trong thười gian DT S, pha 2 hoạt động trong thời gian

(1 −D T) S Giả sử rằng công tắc S1 và S2 có điện trở ký sinh R on là giống nhau khi công tắc được bật Trong pha 1, cuộn cảm được nối với V in, lúc này điện trở R on của công tắc

S1 và R L của cuộn cảm xuất hiện trong mạch như hình 1.6 Giá trị điện áp hai đầu cuộn cảm v Lvà dòng điện qua tụ i Cđược tính bởi công thức (1.16) và (1.17)

-Hình 1.6 Pha 1 mạch hạ áp không lý tưởng

Hình 1.7 mô tả hoạt động của pha 2 với sự tham gia của R on của công tắc S2 và R L Lúc này, giá trị v Lvà i Cđược tính bởi công thức (1.18) và (1.19)

-Hình 1.7 Pha 2 mạch hạ áp không lý tưởng

Bằng việc sử dụng định lý votl-second-balance và charge-balance, mối quan hệ giữa

out L load

V i R

1.2 Bộ nguồn chuyển mạch sử dụng tụ điện (mạch SCC)

1.2.1 Vectơ sạc của tụ (charge vector) trong mạch SCC

Hình 1.8 mô tả ba loại mạch thường được sử dụng hiện nay Mạch SCC chỉ sử dụng công tắc và tụ điện nên mạch dễ dàng tiến đến trạng thái ổn định hơn so với mạch SIC Việc chỉ sử dụng tụ điện khiến cho mạch có thể giảm thiểu tối đa hệ số Electromagnetic Interference (EMI) Trong mạch SCC, các tụ điện cân bằng nhờ việc sạc và xả của mỗi

tụ điện trong từng pha Cụ thể, trong một chu kỳ, các tụ (Cfly) phải có ít nhất một pha sạc

và một pha xả thỏa mã lượng điện tích sạc vào tụ bằng với lượng điện tích mà tụ đó xả

ra Gọi q i là tổng lượng điện tích sạc vào tụ điện C i trong một chu kỳ, tổng lượng điện tích mà tụ đó xả ra sẽ là −q i Hệ số sạc vector của tụ điện trong pha j

i j

ci j out

q a q

Trong đó, q out là tổng lượng điện tích mà tụ điện C out nhận được trong một chu kỳ

Hình 1.8 Một số loại mạch SCC a) mạch thang b) mạch Dickson c) mạch nối Fibonacci [2]

Phân tích ví dụ một mạch Dickson 5-to-1 trên hình 1.9 Mạch Dickson hoạt động trong 2 pha, trong đó, các công tắc lẻ (1 3 5 7 9) bật ở pha 1 và các công tắc chẵn (2 4 6 8) bật ở pha 2 2 pha hoạt động của mạch được thể hiện trên hình 1.10

6 5

q

q

q

2q 3q

Hình 1.10 Hai pha hoạt động của mạch Dickson 5-to-1

Để có thể xác định được charge vector, đầu tiên cần giả sử rằng tất cả các công tắc là

lý tưởng Ở pha 1, giả sử rằng nguồn V insạc cho tụ C1 một lượng điện tích là +q, như

vậy, để đạt được cân bằng điện tích, tụ C1 sẽ xả ra một lượng điện tích là −q ở pha 2

Do C2 mắc nối tiếp với C1 ở trong pha 2 nên C2 được sạc một lượng điện tích là +q

Do đó, C2 cũng sẽ xả ra một lượng điện tích là −q ở trong pha 1 Tương tự như vậy, ta

có thể tính được lượng sạc và xả cho C3, C4 và Cout như hình 1.10 Do q outlà tổng lượng điện tích sạc vào tụ Cout trong cả chu kỳ nên q out = + 5q, tương tự ta có q in = −q Ở đây, dấu “-” mang ý nghĩa tụ sẽ xả và “+” mang ý nghĩa tụ sạc Như vậy, charge vector có thể dễ dàng được tính như ở phương trình dưới

Hình 1.11 Mô hình mạch SCC

Để có thể tính được giá trị R SSLta sử dụng charge vector đã được tính ở phần trước, công thức cụ thể sẽ được trình bày ở phần 1.2.3 Để tính giá trị R FSLta sử dụng một vector điện tích khác, ar, được định nghĩa giống với ac với qr là điện tích chảy qua công tắc khi bật

1.2.3 Slow switching limit

Một mạch SCC hoạt động ở SSL khi tần số chuyển mạch fs đủ nhỏ sao cho các tụ được sạc đầy trong mỗi pha Trong trường hợp SSL, ta bỏ qua điện trở ký sinh của tụ điện và các công tắc

Charge vector a1 và a2 được định nghĩa bao gồm vector sạc của tụ điện, ac, và các nguồn áp, V in và V out

2 , w

( c i)

SSL

a R

C f

Thành phần tiêu hao R SSLđại diện cho tiêu hao của tụ điện tron quá trình sạc và xả cho

tụ Giá trị này tỷ lệ nghịch với tần số chuyển mạch và giá trị điện dung của tụ

1.2.4 Fast switching limit

Một khía cạnh khác của tiêu hao trong mạch SCC là fast switching limit (FSL) Tiêu hao này chủ yếu do điện trở ký sinh trên các công tắc gây lên trong quá trình mạch hoạt động Ở trạng thái FSL, dòng điện chảy qua các công tắc được coi như là hằng số Biểu diễn dưới dạng vector sạc, dòng điện chảy qua mỗi công tắc được biểu diễn ở phương trình dưới

, ,

r i sw

r i

i

q f i

2 , w

1

s itches i

nhau của hàm M(D) Đối với mạch SCC xuất hiện thêm thành phần tiêu hao là SSL và điện áp đầu ra của mạch không hề phụ thuộc vào hệ số duty cycle D mà chỉ phụ thuộc vào cấu trúc mạch đang sử dụng

Chương 2 Thiết Kế Mạch Lai Dựa Trên Mạch Dickson

Trong chương này, em sẽ trình bày một cấu trúc lai giữa mạch Dickson và mạch hạ

áp Các phương trình tính toán đầu ra cũng như việc mô hình hóa mạch cũng sẽ được đề cập đến trong chương này Ngoài ra, một đề xuất mới về việc xây dựng mô hình Gate-driver cho mạch sẽ được giới thiệu ở phần cuối của chương

2.1 Phân tích lý thuyết mạch lai dựa trên mạch Dickson

2.1.1 Giới thiệu chung về mạch lai (hybrid converter)

Ở trong chương 1, em dã trình bày một cách khái quát về mạch SIC và SCC Mỗi loại mạch đều có ưu nhược điểm riêng của chúng Cụ thể, ưu nhược điểm của từng loại mạch được nêu trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Ưu nhược điểm của từng loại mạch SIC và SCC

SIC

Cấu trúc mạch đơn giản

Dễ dàng điều khiển V out

theo hệ số duty cycle D

Yêu cầu giá trị L lớn nếu muốn độ gợn song nhỏ

Hệ số chuyển đổi ảnh hưởng đến hiệu suất của mạch

Các công tắc chịu điện áp lớn khi tắt

SCC

Không cần cuộn cảm dẫn đến kích thước mạch nhỏ gọn

Các công tắc chịu điện áp nhỏ khi tắt

Giảm bớt công suất tiêu hao trên công tắc

Giảm thiểu tối đa EMI

Xuất hiện thêm thành phần tiêu hao do tụ điện

Mạch không linh động do điện áp ra không phụ thuộc vào hệ số D

Khó khăn trong việc cung cấp điện áp cho các công tắc hoạt động

Bằng việc lai giữa hai loại mạch, mạch lai có thể kế thừa được ưu điểm của cả mạch SIC và mạch SCC Một cấu trúc mạch lai đơn giản được thể hiện ở hình 2.1, dễ dàng nhận thấy bộ lọc LC của mạch hạ áp được thêm vào phía sau mạch SCC để có thể điều khiển điện áp ra theo hệ số duty cycle