固定導(dǎo)通時(shí)間控制的Buck型DC-DC變換器設(shè)計(jì)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-26 19:20
隨著半導(dǎo)體集成電路的迅速發(fā)展,除了傳統(tǒng)的汽車、通信、計(jì)算、消費(fèi)類以及工業(yè)這幾個(gè)主要市場外,電源管理類芯片在移動(dòng)智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興產(chǎn)業(yè)也具有廣闊的應(yīng)用前景。其中開關(guān)電源類芯片因其具有效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用。作為開關(guān)電源主要部分的變換器具有多種控制技術(shù),例如:電壓模、電流模、遲滯模及固定導(dǎo)通時(shí)間/關(guān)斷時(shí)間模式等。在目前的移動(dòng)應(yīng)用市場上,減小輸出電容以降低成本的情況下,快速響應(yīng)成為最為關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)之一;而由電池供電的小型電子設(shè)備,尤其是便攜式設(shè)備及可穿戴式電子設(shè)備中,為了延長電池的使用壽命,輕載高效是另一個(gè)非常重要的要求。由于固定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制的變換器具有快速響應(yīng)、輕載高效的特點(diǎn)使得其在電池供電的移動(dòng)應(yīng)用市場及小型電子設(shè)備中備受青睞。本文緊跟市場發(fā)展動(dòng)向,以固定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制的Buck型DC-DC變換器為研究對(duì)象,著力于對(duì)其穩(wěn)定性、建模、輕載高效相關(guān)的問題進(jìn)行分析研究,提出解決方法和相應(yīng)的具體電路。主要研究成果如下。1.從環(huán)路穩(wěn)定性和抖動(dòng)性兩個(gè)方面研究分析了COT控制Buck型DC-DC變換器的穩(wěn)定性。得出了這種變換器的環(huán)...
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:155 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
電壓模COT控制DC-DC變換器的工作波形
40(d)esr=2 mΩ,Rc=5 mΩ,M=5時(shí)的波形圖 3. 5 電流模 COT 控制 DC-DC 變換器的工作波形a)是 esr=1 mΩ ,Rc=5 mΩ ,M=5 時(shí)的工作波形,此時(shí),(esr+Rc小于導(dǎo)通時(shí)間 Ton的 半 500 ns,擾動(dòng)沒有隨時(shí)間的變化而減圖3.(5b)是 esr=1 mΩ,Rc=10 mΩ,M=5 時(shí)的工作波形,此時(shí),(es ns,大于 Ton 2 ,擾動(dòng)被衰減,不發(fā)生次諧波振蕩,電路穩(wěn)定=2 mΩ,Rc=2.5 mΩ,M=5時(shí)的工作波形,此時(shí),(esr+Rc M )*Con 2 ,發(fā)生次諧波振蕩;圖 3.5(d)是 esr=2 mΩ,Rc=5 mΩ,時(shí),(esr+Rc M )*C 的值為 600 ns,大于 Ton 2 ,電路穩(wěn)定工
48(b)有斜坡補(bǔ)償圖 3. 12 內(nèi)部斜坡補(bǔ)償前后對(duì)比3 所示是 10 個(gè)連續(xù)開關(guān)周期變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,菱形點(diǎn)表示的是擾時(shí)的開關(guān)周期變化,正方形點(diǎn)表示的是增加斜坡補(bǔ)償信號(hào)后時(shí)的開關(guān)周期變化。因?yàn)閷?dǎo)通時(shí)間固定,所以從開關(guān)周期時(shí)間開關(guān)管從關(guān)斷到導(dǎo)通時(shí)刻的變化;從圖中能夠看出補(bǔ)償后的連變化要比補(bǔ)償前的變化小很多,抖動(dòng)特性得到明顯改善。圖中于穩(wěn)定,是因?yàn)橛霉潭l率和幅值的周期信號(hào)來模擬噪聲,變行調(diào)節(jié)以穩(wěn)定輸出,但這并不影響在剛開始 些周期內(nèi)將其視性。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新一代功率器件及電源管理IC的發(fā)展概況[J]. 王瑩,王金旺. 電子產(chǎn)品世界. 2018(04)
[2]凌力爾特公司μModule(電源模塊)降壓型穩(wěn)壓器LTM8073[J]. 世界電子元器件. 2017(04)
[3]近閾值低功耗8位微處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 華洪略,金威,沈國榮,金晟,張桂迪,蔣劍飛,何衛(wèi)鋒. 信息技術(shù). 2016(11)
[4]低壓大電流開關(guān)電源的功率因數(shù)校正技術(shù)[J]. 張嘉蕾,田寰. 通信電源技術(shù). 2016(06)
[5]臺(tái)灣專家稱三星手機(jī)爆炸不全是電池原因[J]. 雷玄. 中國質(zhì)量萬里行. 2016(11)
[6]交錯(cuò)并聯(lián)在低壓大電流開關(guān)電源中的應(yīng)用[J]. 王曉琴,張武. 電子設(shè)計(jì)工程. 2016(14)
[7]2016值得關(guān)注的4個(gè)技術(shù)趨勢[J]. 德州儀器CTO. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(04)
[8]基于移相全橋ZVS及同步整流的低壓大電流直流變換器研究[J]. 韓一,聶子玲,朱俊杰. 電氣自動(dòng)化. 2016(02)
[9]半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 孫金凱. 黑龍江科技信息. 2016(09)
[10]電源管理IC三大趨勢的深度解析[J]. 電源世界. 2016(02)
博士論文
[1]高效高功率密度電源技術(shù)的研究[D]. 李偉.西南交通大學(xué) 2016
碩士論文
[1]一款基于ACOT控制模式的降壓型變換器XD7252的設(shè)計(jì)[D]. 錢沅.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]高功率密度大功率脈沖電源的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 張志新.中國科學(xué)院研究生院(近代物理研究所) 2015
[3]大功率開關(guān)晶體管的設(shè)計(jì)與制造[D]. 陳友龍.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3520771
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:155 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
電壓模COT控制DC-DC變換器的工作波形
40(d)esr=2 mΩ,Rc=5 mΩ,M=5時(shí)的波形圖 3. 5 電流模 COT 控制 DC-DC 變換器的工作波形a)是 esr=1 mΩ ,Rc=5 mΩ ,M=5 時(shí)的工作波形,此時(shí),(esr+Rc小于導(dǎo)通時(shí)間 Ton的 半 500 ns,擾動(dòng)沒有隨時(shí)間的變化而減圖3.(5b)是 esr=1 mΩ,Rc=10 mΩ,M=5 時(shí)的工作波形,此時(shí),(es ns,大于 Ton 2 ,擾動(dòng)被衰減,不發(fā)生次諧波振蕩,電路穩(wěn)定=2 mΩ,Rc=2.5 mΩ,M=5時(shí)的工作波形,此時(shí),(esr+Rc M )*Con 2 ,發(fā)生次諧波振蕩;圖 3.5(d)是 esr=2 mΩ,Rc=5 mΩ,時(shí),(esr+Rc M )*C 的值為 600 ns,大于 Ton 2 ,電路穩(wěn)定工
48(b)有斜坡補(bǔ)償圖 3. 12 內(nèi)部斜坡補(bǔ)償前后對(duì)比3 所示是 10 個(gè)連續(xù)開關(guān)周期變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,菱形點(diǎn)表示的是擾時(shí)的開關(guān)周期變化,正方形點(diǎn)表示的是增加斜坡補(bǔ)償信號(hào)后時(shí)的開關(guān)周期變化。因?yàn)閷?dǎo)通時(shí)間固定,所以從開關(guān)周期時(shí)間開關(guān)管從關(guān)斷到導(dǎo)通時(shí)刻的變化;從圖中能夠看出補(bǔ)償后的連變化要比補(bǔ)償前的變化小很多,抖動(dòng)特性得到明顯改善。圖中于穩(wěn)定,是因?yàn)橛霉潭l率和幅值的周期信號(hào)來模擬噪聲,變行調(diào)節(jié)以穩(wěn)定輸出,但這并不影響在剛開始 些周期內(nèi)將其視性。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新一代功率器件及電源管理IC的發(fā)展概況[J]. 王瑩,王金旺. 電子產(chǎn)品世界. 2018(04)
[2]凌力爾特公司μModule(電源模塊)降壓型穩(wěn)壓器LTM8073[J]. 世界電子元器件. 2017(04)
[3]近閾值低功耗8位微處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 華洪略,金威,沈國榮,金晟,張桂迪,蔣劍飛,何衛(wèi)鋒. 信息技術(shù). 2016(11)
[4]低壓大電流開關(guān)電源的功率因數(shù)校正技術(shù)[J]. 張嘉蕾,田寰. 通信電源技術(shù). 2016(06)
[5]臺(tái)灣專家稱三星手機(jī)爆炸不全是電池原因[J]. 雷玄. 中國質(zhì)量萬里行. 2016(11)
[6]交錯(cuò)并聯(lián)在低壓大電流開關(guān)電源中的應(yīng)用[J]. 王曉琴,張武. 電子設(shè)計(jì)工程. 2016(14)
[7]2016值得關(guān)注的4個(gè)技術(shù)趨勢[J]. 德州儀器CTO. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(04)
[8]基于移相全橋ZVS及同步整流的低壓大電流直流變換器研究[J]. 韓一,聶子玲,朱俊杰. 電氣自動(dòng)化. 2016(02)
[9]半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 孫金凱. 黑龍江科技信息. 2016(09)
[10]電源管理IC三大趨勢的深度解析[J]. 電源世界. 2016(02)
博士論文
[1]高效高功率密度電源技術(shù)的研究[D]. 李偉.西南交通大學(xué) 2016
碩士論文
[1]一款基于ACOT控制模式的降壓型變換器XD7252的設(shè)計(jì)[D]. 錢沅.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]高功率密度大功率脈沖電源的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 張志新.中國科學(xué)院研究生院(近代物理研究所) 2015
[3]大功率開關(guān)晶體管的設(shè)計(jì)與制造[D]. 陳友龍.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3520771
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