隨著數(shù)字芯片的迅猛發(fā)展,為其供電的傳統(tǒng)的模擬開關電源設計愈加捉襟見肘,亟待將開關電源進行改革,實現(xiàn)開關電源數(shù)字化以應對各類芯片的供電需求。本文主要介紹數(shù)字化DC-DC開關電源的結構和原理,并著重分析數(shù)字反饋回路中DPWM模塊的參數(shù)指標和極限環(huán)現(xiàn)象;此基礎上,本文介紹了幾類常見的DPWM技術,通過原理分析和實驗仿真進行行為級建模,總結各個方法的優(yōu)缺點和適用性,并給出本文匯總的六類DPWM設計方法的仿真波形加以佐證;此后,本文借鑒了輾轉(zhuǎn)相減算法設計了一款新型二階延遲鏈混合型DPWM,其時鐘頻率62.5Mhz、開關頻率1Mhz,通過算法實現(xiàn)利用7ns和3ns的延遲單元達到1ns精度PWM輸出,從而輸出10-bit精度的PWM波形。同時通過對該技術進行深度研究、對其中的編碼模塊Decoder進行補充改良,進而添加了相應的補償機制,不僅可以有效減少平均誤差率,而且適用于PID高位全為0的極端情況。其算法誤差率減小至0.05%。最后仿真結果表明:在正常工作和極端情況下,該技術均可以實現(xiàn)用低分辨率模塊實現(xiàn)高分辨率PWM輸出的目的,體現(xiàn)該算法的合理性和優(yōu)越性。本文進而研究DPWM技術的應用,搭建數(shù)模混... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

BUCKDC-DC拓撲結構示意圖

第二章數(shù)字化DC-DC開關電源的結構與原理5充電，實現(xiàn)輸出電壓的增大；(2)當M2導通時，L1進行放電，在放電過程中，電感電流IL1逐漸減小，在此同時，電容C1也開始放電，用以補充L1損失掉的電流，從而實現(xiàn)輸出電壓的減��；在一個工作周期內(nèi)，先進行(1)過程后進行(2)過程，而(1)和(2)過程的工作時間則是由反饋回路所進行控制，輸出電壓先增后減，在此過程中會產(chǎn)生周期性的輸出紋波。同時，根據(jù)電感電流IL1在一個工作周期內(nèi)是否為0，可以將BUCKDC-DC的工作方式分為連續(xù)導通模式(CCM)和斷續(xù)導通模式(DCM)。(1)連續(xù)導通模式(CCM)：在一個工作周期內(nèi)，當M1導通時，電感電流IL1的振幅從最小增至最大；當M2導通時，電感電流IL1的振幅從最大減至最小值。在每個工作周期，電感電流IL1的輸出均相同，波形呈鋸齒狀，如圖2-2所示。圖2-2CCM模式下輸出波形當M1開啟時，系統(tǒng)導通，假設脈沖電壓的周期為T，占空比D，則M1導通時間。在M1導通期間，忽略M1的源漏電壓,則電感L1的電壓差為。根據(jù)電感電流公式可知，在導通時間內(nèi)，電感存儲的電流量為：

第二章數(shù)字化DC-DC開關電源的結構與原理7(2-7)化簡后可得：(2-8)隨后進行一系列復雜計算，將上式變量約掉，由于篇幅有限，本文在此不再贅述，最終結果如下式所示：(2-9)圖2-3DCM模式下輸出波形2.2數(shù)字化DC-DC開關電源的框架結構數(shù)字化DC-DC開關電源的主要框架為BUCKDC-DC和數(shù)字反饋回路，通過上一小節(jié)的介紹，該拓撲結構可以工作在CCM模式或DCM模式，在本次設計中，BUCKDC-DC拓撲結構工作在CCM模式下以便分析，通過上節(jié)內(nèi)容，我們得知，而反饋系統(tǒng)的主要作用為調(diào)節(jié)占空比使輸出穩(wěn)定，而數(shù)字反饋回路主要由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC)、數(shù)字比例積分微分補償電路(DPID)、數(shù)字脈沖寬度調(diào)制電路(DPWM)組成，整體框架如下圖2-4所示：

【參考文獻】：
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