本文關(guān)鍵詞：適用于移動(dòng)設(shè)備處理器的高頻大電流降壓型直流變換器的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)下,現(xiàn)代移動(dòng)便攜設(shè)備的性能不斷提高,對(duì)處理器電源的瞬態(tài)響應(yīng)速度和負(fù)載能力都提出了更高的要求。論文對(duì)此開展研究,以開關(guān)頻率2.5MHz,最大輸出電流為6A的高頻大電流降壓型DC-DC變換器為設(shè)計(jì)目標(biāo),提出并完成了單相和兩相兩個(gè)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)處理器負(fù)載跳變快的特點(diǎn),論文采用基于恒定導(dǎo)通時(shí)間的紋波控制方式,并提出一種偽三角波的補(bǔ)償方式,在節(jié)省芯片面積的同時(shí)大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外,還引入穩(wěn)頻電路,通過(guò)導(dǎo)通時(shí)間的動(dòng)態(tài)調(diào)整穩(wěn)定開關(guān)頻率,消除輸入／輸出電壓和負(fù)載電流變化的影響。論文提出一種新穎的零電流關(guān)斷方案,能消除工藝偏差的影響,并實(shí)現(xiàn)了功率器件的全集成。芯片在GlobalFoundries 0.18μm CMOS 5V工藝下完成。測(cè)試結(jié)果表明,其瞬態(tài)響應(yīng)等性能指標(biāo)與預(yù)期相符,最高效率達(dá)85%,且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。為進(jìn)一步提高瞬態(tài)響應(yīng)速度和負(fù)載能力,論文提出一個(gè)采用兩相結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。同樣采用基于恒定導(dǎo)通時(shí)間的紋波控制,通過(guò)引入若干功能模塊,特別是均流模塊,使得瞬態(tài)響應(yīng)速度和輸出負(fù)載能力得到了進(jìn)一步提升。由于采用了阻容結(jié)構(gòu)的紋波補(bǔ)償方案,可以免受負(fù)載電流變化的影響,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,所提出的新穎電流均衡環(huán)路能克服各種不對(duì)稱因素,保持兩個(gè)支路的電感電流基本相等。同時(shí),將系統(tǒng)的靜態(tài)待機(jī)電流降至5μA。從仿真結(jié)果可以明顯看到,相比單相系統(tǒng),兩相系統(tǒng)具有更快的瞬態(tài)響應(yīng)速度,最高效率可達(dá)88%。
【關(guān)鍵詞】：高頻 大電流 恒定導(dǎo)通時(shí)間控制 單相 兩相 降壓型直流變換器
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 電源管理芯片的概述14-15
• 1.2 課題研究的意義15-18
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4 論文的主要安排19-20
• 第二章 基本原理20-29
• 2.1 降壓型直流變換器的基本工作原理20-23
• 2.2 平均開關(guān)模型23-25
• 2.3 恒定導(dǎo)通時(shí)間控制方式的離散開關(guān)模型25-29
• 第三章 單相高頻、大電流降壓型直流變換器的研究和設(shè)計(jì)29-48
• 3.1 系統(tǒng)架構(gòu)29-31
• 3.2 具體模塊電路31-39
• 3.2.1 紋波補(bǔ)償電路31-33
• 3.2.2 電壓外環(huán)33-34
• 3.2.3 變導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路34-36
• 3.2.4 零電流關(guān)斷電路36-38
• 3.2.5 過(guò)流保護(hù)電路38-39
• 3.3 測(cè)試結(jié)果39-47
• 3.3.1 穩(wěn)態(tài)工作波形40-41
• 3.3.2 零電流關(guān)斷測(cè)試41-42
• 3.3.3 穩(wěn)態(tài)開關(guān)頻率測(cè)試42-43
• 3.3.4 瞬態(tài)響應(yīng)43-44
• 3.3.5 電源調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率44-46
• 3.3.6 效率測(cè)試46
• 3.3.7 測(cè)試結(jié)果小結(jié)46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 兩相高頻、大電流降壓型直流變換器的研究和設(shè)計(jì)48-79
• 4.1 系統(tǒng)架構(gòu)48-53
• 4.2 具體模塊電路53-67
• 4.2.1 紋波補(bǔ)償電路53-56
• 4.2.2 低功耗控制模式56-60
• 4.2.3 電流檢測(cè)電路60-61
• 4.2.4 電流均衡61-66
• 4.2.5 時(shí)鐘產(chǎn)生電路66-67
• 4.3 仿真結(jié)果67-78
• 4.3.1 均流特性68-72
• 4.3.2 瞬態(tài)響應(yīng)72-74
• 4.3.3 時(shí)鐘產(chǎn)生電路74-75
• 4.3.4 電源調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率75-77
• 4.3.5 仿真效率77-78
• 4.3.6 仿真結(jié)果小結(jié)78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第五章 總結(jié)和展望79-81
• 5.1 工作總結(jié)79-80
• 5.2 未來(lái)工作的展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀學(xué)位期間科研成果86

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 丁小滿;張從旺;;電力機(jī)車直流變換器的設(shè)計(jì)[J];鐵道技術(shù)監(jiān)督;2012年10期

2 劉百芬;程海林;;一種實(shí)用的多輸出機(jī)車直流變換器的研制[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2003年12期

3 王琪;龔春英;;2kW新型推挽正激直流變換器的研制[J];電源世界;2004年10期

4 祝曉輝;高頻直流變換器的仿真研究[J];機(jī)械與電子;2005年09期

5 王利民,錢照明,彭方正;Z源直流變換器[J];電氣應(yīng)用;2005年02期

6 王琪;龔春英;;2kW新型推挽正激直流變換器的研制[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2005年01期

7 李平;何益宏;龔仁喜;;雙向直流變換器的發(fā)展現(xiàn)狀[J];廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年02期

8 王時(shí)哲;;新型橋式雙向直流變換器[J];寧夏電力;2007年04期

9 錢荔;肖嵐;;推挽全橋雙向直流變換器的研究[J];電源世界;2007年01期

10 孫明;;對(duì)多輸出機(jī)車直流變換器電路的設(shè)計(jì)分析[J];中國(guó)科技財(cái)富;2009年08期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 程璐璐;阮新波;;輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)直流變換器建模與解耦控制[A];2006中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

2 馬運(yùn)東;吳春旺;;直流變換器三電平拓?fù)浼捌淇刂茖ｎ}教學(xué)探討[A];第五屆全國(guó)高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集(1)[C];2008年

3 劉平;李海濤;;一種新型的E類軟開關(guān)直流變換器設(shè)計(jì)[A];第一屆中國(guó)高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

4 辛煜;王智靈;何淼;陳宗海;;光伏發(fā)電系統(tǒng)中的直流變換器綜述[A];第13屆中國(guó)系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

5 宋偉毅;聶宏利;李浩;胡雪峰;李連彪;;PWM直流變換器的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)小信號(hào)建模分析[A];第十三屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化學(xué)術(shù)年會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

6 顏紅;陳武;阮新波;;極端條件下輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)直流變換器均壓控制策略[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

7 阮新波;嚴(yán)仰光;;軟開關(guān)PWM三電平直流變換器[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

8 金吉;陳乾宏;馬運(yùn)東;龔春英;錢海;;非并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)及其中的高壓直流變換器[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

9 袁明祥;范德育;孫慧;;一種新型的全橋移相軟開關(guān)直流變換器[A];浙江省電源學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨新能源開發(fā)與電力電子研討會(huì)論文集[C];2006年

10 陳梓翰;張代潤(rùn);;一種新型直接AC／AC數(shù)字變換器[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 ;直流-直流變換器放入單芯片[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

2 湖南 廖建興;LM2798系列開關(guān)降壓型直流變換器[N];電子報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 許偉偉;適用于便攜式產(chǎn)品的單電感多輸出直流—直流變換器的研究與設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

2 賢燕華;直流變換器的魯棒控制算法[D];華南理工大學(xué);2014年

3 賈鵬宇;高性能直流變換器系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題研究[D];北京交通大學(xué);2014年

4 劉福鑫;組合式三電平直流變換器及其軟開關(guān)技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 馬運(yùn)東;直流變換器的三電平拓?fù)浼捌淇刂芠D];南京航空航天大學(xué);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 諶新;一種新型級(jí)聯(lián)式雙向直流變換器及控制方法的研究[D];南昌大學(xué);2015年

2 楊攀;基于多輸入直流變換器的光伏與市電聯(lián)合供電系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 化澤強(qiáng);雙向直流變換器在微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2013年

4 吳凡;三電平推挽正激直流變換器[D];南京郵電大學(xué);2015年

5 宋明鑫;一種全集成單電感雙輸出降壓型直流-直流變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

6 汪丹;基于移相原理的雙向直流變換器雙閉環(huán)控制策略[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

7 胡銀超;耦合電感型Boost/Buck雙向直流變換器控制策略研究[D];重慶大學(xué);2015年

8 張浩洲;適用于移動(dòng)設(shè)備處理器的高頻大電流降壓型直流變換器的研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2016年

9 劉捷豐;輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)降壓型直流變換器的研究[D];重慶大學(xué);2011年

10 汪燦;自備電源系統(tǒng)24V直流變換器的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：適用于移動(dòng)設(shè)備處理器的高頻大電流降壓型直流變換器的研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：324436