基于PFM/PWM的高效同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-22 13:05
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度日新月異,而電源作為電子產(chǎn)品的動(dòng)力心臟也得到了長足的發(fā)展。國內(nèi)外市場對電源管理芯片的需求越來越大,對其各方面指標(biāo)要求更加嚴(yán)格,高性能、高效率、集成化和智能化是未來電源管理芯片發(fā)展的主要方向,F(xiàn)今全球提倡綠色環(huán)保、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),因此具有高效率的DC-DC轉(zhuǎn)換器得到了廣泛的關(guān)注和研究。本文首先對同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本原理、環(huán)路控制方式及調(diào)制方式進(jìn)行了詳細(xì)分析,然后對電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)的穩(wěn)定性及補(bǔ)償方法進(jìn)行了分析和研究。在此分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款基于PFM/PWM的高效同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器,輸入電壓范圍3.1V4.2V,帶載范圍02.1A。本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器采用了同步整流,用PMOS同步管代替肖特基續(xù)流二極管,極大地減小了導(dǎo)通損耗,提高了系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率。提出了一種根據(jù)輸入輸出電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整的自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路,保證電流環(huán)穩(wěn)定的同時(shí)有效解決了一次線性斜坡補(bǔ)償帶來的過補(bǔ)償及降低系統(tǒng)帶載能力的問題。針對同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器在上電啟動(dòng)過程易產(chǎn)生過沖的問題,設(shè)計(jì)了一種適用于同步升壓型D...
【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)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 電源管理芯片的發(fā)展近況
1.2 開關(guān)電源的發(fā)展趨勢
1.3 論文的主要工作和章節(jié)安排
第二章 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理分析
2.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型及基本工作原理
2.1.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本類型
2.1.2 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理
2.2 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的調(diào)制方式
2.3 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方式
2.3.1 電壓?刂品绞
2.3.2 電流?刂品绞
第三章 XD1428系統(tǒng)架構(gòu)及穩(wěn)定性分析
3.1 電特性參數(shù)及系統(tǒng)架構(gòu)
3.1.1 轉(zhuǎn)換器整體功能描述
3.1.2 轉(zhuǎn)換器典型應(yīng)用及引腳定義
3.1.3 轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)指標(biāo)
3.1.4 XD1428系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 峰值電流模升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的環(huán)路穩(wěn)定性分析
3.2.1 電流環(huán)的穩(wěn)定性分析
3.2.2 電壓外環(huán)的穩(wěn)定性分析
3.3 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率分析及外圍器件的選取
3.3.1 轉(zhuǎn)換器的效率分析
3.3.2 DC-DC轉(zhuǎn)換器外圍器件的選取
第四章 XD1428中關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償
4.1.1 斜坡補(bǔ)償方式
4.1.2 本文自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)
4.2 軟啟動(dòng)電路
4.2.1 傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)方法
4.2.2 本文同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器軟啟動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)
4.3 PFM切換電路及過零比較器
4.3.1 PFM切換電路
4.3.2 過零比較器
4.4 帶隙基準(zhǔn)電路
4.4.1 帶隙基準(zhǔn)的基本原理
4.4.2 本文采用的帶隙基準(zhǔn)電路
第五章 XD1428整體電路的仿真驗(yàn)證
5.1 整體電路的仿真及分析
5.1.1 轉(zhuǎn)換器上電啟動(dòng)仿真波形
5.1.2 轉(zhuǎn)換器不同模式下的穩(wěn)定工作波形
5.1.3 轉(zhuǎn)換器瞬態(tài)響應(yīng)仿真波形
第六章 結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]提高帶載能力的高穩(wěn)定性自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路[J]. 代國定,歐健,馬任月,楊令,劉躍智. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[2]局部集成、靈活配置的Micro PMU或?qū)⒊蔀殡娫垂芾碇髁髂J絒J]. 郝躍國. 集成電路應(yīng)用. 2013(06)
[3]智能電源管理[J]. 李健. 電子產(chǎn)品世界. 2013(02)
[4]談開關(guān)電源的原理和發(fā)展趨勢[J]. 楊建偉. 科技與企業(yè). 2012(22)
[5]峰值電流模升壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)斜坡補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)[J]. 章劍,徐江濤,張國輝,姚素英,張之圣. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2011(11)
[6]開關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢探析[J]. 侯清江,張黎強(qiáng),許棟剛. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2010(09)
[7]低電壓、高PSRR的帶隙電壓基準(zhǔn)源[J]. 徐靜萍. 西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]新一代開關(guān)電源發(fā)展趨勢[J]. 李文才,魯傳峰. 能源技術(shù)與管理. 2008(05)
[9]PWM DC-DC轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)建模分析[J]. 樂忠明,吳金,姚建楠,李艷芳. 電子器件. 2008(02)
[10]一種DC-DC全區(qū)間分段線性斜坡補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)(英文)[J]. 葉強(qiáng),來新泉,李演明,袁冰,陳富吉. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2008(02)
碩士論文
[1]PWM降壓型DC-DC開關(guān)變換器芯片的設(shè)計(jì)[D]. 楊紫塵.大連理工大學(xué) 2013
[2]DC-DC變換器的失效分析與研究[D]. 郭貴臨.復(fù)旦大學(xué) 2011
[3]升壓式DC/DC變換器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 成楠.西安電子科技大學(xué) 2010
[4]開關(guān)電源中限流比較器的設(shè)計(jì)[D]. 賓元杰.西南交通大學(xué) 2008
[5]一種PWM升壓式DC-DC芯片的設(shè)計(jì)[D]. 張璽.華中科技大學(xué) 2006
本文編號:3511753
【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)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
1.1 電源管理芯片的發(fā)展近況
1.2 開關(guān)電源的發(fā)展趨勢
1.3 論文的主要工作和章節(jié)安排
第二章 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理分析
2.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型及基本工作原理
2.1.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本類型
2.1.2 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理
2.2 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的調(diào)制方式
2.3 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制方式
2.3.1 電壓?刂品绞
2.3.2 電流?刂品绞
第三章 XD1428系統(tǒng)架構(gòu)及穩(wěn)定性分析
3.1 電特性參數(shù)及系統(tǒng)架構(gòu)
3.1.1 轉(zhuǎn)換器整體功能描述
3.1.2 轉(zhuǎn)換器典型應(yīng)用及引腳定義
3.1.3 轉(zhuǎn)換器主要參數(shù)指標(biāo)
3.1.4 XD1428系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 峰值電流模升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的環(huán)路穩(wěn)定性分析
3.2.1 電流環(huán)的穩(wěn)定性分析
3.2.2 電壓外環(huán)的穩(wěn)定性分析
3.3 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率分析及外圍器件的選取
3.3.1 轉(zhuǎn)換器的效率分析
3.3.2 DC-DC轉(zhuǎn)換器外圍器件的選取
第四章 XD1428中關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償
4.1.1 斜坡補(bǔ)償方式
4.1.2 本文自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)
4.2 軟啟動(dòng)電路
4.2.1 傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)方法
4.2.2 本文同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器軟啟動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)
4.3 PFM切換電路及過零比較器
4.3.1 PFM切換電路
4.3.2 過零比較器
4.4 帶隙基準(zhǔn)電路
4.4.1 帶隙基準(zhǔn)的基本原理
4.4.2 本文采用的帶隙基準(zhǔn)電路
第五章 XD1428整體電路的仿真驗(yàn)證
5.1 整體電路的仿真及分析
5.1.1 轉(zhuǎn)換器上電啟動(dòng)仿真波形
5.1.2 轉(zhuǎn)換器不同模式下的穩(wěn)定工作波形
5.1.3 轉(zhuǎn)換器瞬態(tài)響應(yīng)仿真波形
第六章 結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]提高帶載能力的高穩(wěn)定性自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路[J]. 代國定,歐健,馬任月,楊令,劉躍智. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[2]局部集成、靈活配置的Micro PMU或?qū)⒊蔀殡娫垂芾碇髁髂J絒J]. 郝躍國. 集成電路應(yīng)用. 2013(06)
[3]智能電源管理[J]. 李健. 電子產(chǎn)品世界. 2013(02)
[4]談開關(guān)電源的原理和發(fā)展趨勢[J]. 楊建偉. 科技與企業(yè). 2012(22)
[5]峰值電流模升壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)斜坡補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)[J]. 章劍,徐江濤,張國輝,姚素英,張之圣. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2011(11)
[6]開關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢探析[J]. 侯清江,張黎強(qiáng),許棟剛. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2010(09)
[7]低電壓、高PSRR的帶隙電壓基準(zhǔn)源[J]. 徐靜萍. 西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]新一代開關(guān)電源發(fā)展趨勢[J]. 李文才,魯傳峰. 能源技術(shù)與管理. 2008(05)
[9]PWM DC-DC轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)建模分析[J]. 樂忠明,吳金,姚建楠,李艷芳. 電子器件. 2008(02)
[10]一種DC-DC全區(qū)間分段線性斜坡補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)(英文)[J]. 葉強(qiáng),來新泉,李演明,袁冰,陳富吉. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2008(02)
碩士論文
[1]PWM降壓型DC-DC開關(guān)變換器芯片的設(shè)計(jì)[D]. 楊紫塵.大連理工大學(xué) 2013
[2]DC-DC變換器的失效分析與研究[D]. 郭貴臨.復(fù)旦大學(xué) 2011
[3]升壓式DC/DC變換器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 成楠.西安電子科技大學(xué) 2010
[4]開關(guān)電源中限流比較器的設(shè)計(jì)[D]. 賓元杰.西南交通大學(xué) 2008
[5]一種PWM升壓式DC-DC芯片的設(shè)計(jì)[D]. 張璽.華中科技大學(xué) 2006
本文編號:3511753
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