LLC谐振变换器PFM+PWM混合控制方法研究

LLC谐振变换器在特定的谐振腔参数设计及电路寄生参数的影响下,通常会出现高频段频率对增益的调节作用大大减弱甚至失去调节作用的现象,造成其在宽范围输出电压应用场合的设计困难,在数字化控制电源中,PFM结合移相控制或PWM控制是有效的解决途径。分析了特定条件下LLC谐振变换器采用单一的PFM或PWM控制时存在的问题,提出了有效的PFM+PWM混合控制设计方法,并以2000W宽范围输出电压LLC谐振变换器设计实践为例进行了实验验证。     

数字控制PFM/PWM混合型DC-DC开关电源

结合脉冲频率调制(PFM)和脉冲宽度调制(PWM)的特点,设计了一种混合型的降压DC-DC控制器,提高了全负载情况下的效率,并进行了多种低功耗设计,轻负载时效率提高。控制器的PWM采用数字化PID控制,PFM采用电压电流的双环反馈控制,在1mA~2A的宽负载范围内效率为80%~92%。     

带纹波控制的全载高效率DC-DC变换器的设计

便携式通信设备对DC-DC变换器的轻载效率及输出电压纹波的要求较高,轻载时,降低频率可以提高效率,但会带来纹波的恶化。针对这种缺陷,深入研究了轻载下纹波与频率之间的关系,得到一种降低纹波的新颖方法—带电感电流峰值控制的PFM技术。基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,完成了电路设计。仿真结果表明,与传统PFM相比,该方法显著减小了轻载时的输出电压纹波,减小幅度最高可达80%。     

一种低功耗PFM升压型DC-DC开关变换器设计

基于EPISIL 1．5μm 25V双极工艺，完成了一种低功耗电流控制型PFM DC-DC升压开关变换器芯片的设计，采用Hpsice电路模拟软件对设计进行了验证，达到了相应的设计指标。     

基于数字PID补偿的降压型DC-DC控制器

设计了一个基于数字PID控制,可为低压系统提供稳定电源的多相位降压型DC-DC控制电路,包括flash ADC、数字PID控制器;并设计了一种新的基于延时单元/计数器的数字PWM电路,实现了一个降压型控制器。电路使用3.3 V CMOS工艺设计,芯片面积为0.16 mm2,输入电压3 V,输出电压1.25 V,负载电流最大800 mA,纹波小于10 mV,开关频率1 MHz,效率最高达到90%。     

NCP1402系列PFM升压DC-DC变换器

NCP1402系列是安森美(Onsemi)公司生产的微功率PFM(脉冲频率调制):DC-DC升压变换器,专为利用一节或两节电池供电的便携式装置如手机而设计的。NCP1402系列共包含5个型号(带5种不同的后缀),最多仅需要4只外部元件和消耗仅约30μA(Vout=1.9V)的工作电流,输出1.9～5.0V的升压电压,输出电流容量     

一种PWM/PFM自动切换的同步整流DC-DC芯片的设计

设计了一种降压式PWM/PFM自动切换的同步整流DC-DC变换器芯片,对其结构原理进行了分析,并用0.5μm n阱CMOS工艺进行模拟验证。Hspice模拟结果表明在输出负载电流为1mA,输入电源电压为3.6V,温度为25℃时,纹波电压为10mV,静态电流只有56.7μA,而待机工作模式下静态电流小于0.01μA,效率高达90%。体现其具有低功耗、低纹波、高效率的优点,且该变换器可工作在2~6V电源电压范围,可应用于各种便携式电子产品中。     

基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。     

可调LED亮度的DC-DC转换器TPS61042

TPS61042是美国德州仪器公司生产的DC—DC转换器。该器件同时可作为LED的驱动器，且其驱动输出电压可达27．5V。文中介绍了TPS61042的工作原理及典型应用设计方法。     

推挽DC-DC变换器建模与控制设计

运用状态空间平均法,推导出连续导电模式下非理想电压型推挽DC-DC变换器功率级电路的低频小信号传递函数,仿真出变换器功率级电路的幅频和相频曲线（Bode图）,通过优化设计反馈补偿电路,可以提高电压型推挽DC-DC变换器系统的稳定性和动态特性。对一台电压型推挽DC-DC变换器样机进行仿真和控制设计,应用网络分析仪Agilent4395A分别测试功率级电路和变换器系统的Bode图,并应用示波器测试变换器系统的负载动态响应,验证了建模和控制设计的正确性。     

采用分段式自适应PWM/PFM调制的Buck型DC-DC转换器设计北大核心

为了在轻重负载条件下获得更高的转换效率，采用分段式结构和导通电阻更小的NMOS作为输入级，并采用PWM/PFM双调制方式，设计了一种Buck型DC-DC转换器。为解决PWM/PFM调制信号切换问题，采用零电流检测方式进行切换。利用断续导通模式(DCM)和连续导通模式(CCM)下端NMOS管导通时电感电压的不同，检测下端NMOS在导通时电感电压大于零的周期。当电感电压大于零的周期大于2时，则处于DCM模式并自动采用PFM调制模式，关闭一部分功率管以减小开关频率和功率管寄生电容，优化轻载效率；反之则处于CCM模式并采用PWM调制。仿真结果表明，在负载电流10～1 000 mA范围内，该电路可以在两种调制模式平稳切换，在800 mA时峰值效率可提升到96%以上。     

高性能PWM型DC-DC升压变换器研究

设计了一种单片集成PWM型电流模式升压变换器,芯片内部集成了耐压22V的DMOS功率开关管,开关频率为1.6MHz,采用1.5μmBCD工艺实现。芯片具有很宽的输入电压(2.7~14V)、高效率(85%)、低关断电流、快速暂态响应和低功耗等特性,适宜于用作便携式设备的电源管理,也可作为IP核,嵌入同种工艺下的其它芯片。文中除了对芯片设计方法、思路及主要电路模块结构的设计方案进行讨论外,还提出了减小单片集成开关电源噪声的措施。     

一种高性能DC-DC升压变换器的设计

设计了一种内部集成控制电路和DMOS功率开关管的单片集成电流型PWM升压变换器。该芯片的开关频率为1.6 MHz,采用1.5μm BCD工艺实现,具有很宽的输入电压范围(2.7~14 V)、高转换效率(负载电流1~500 mA)。给出了芯片设计方法、思路及主要单元电路模块,如振荡器、输入比较、PWM比较及过温保护电路,的设计方案,总结了该芯片设计中应注意的次谐波振荡和开关噪声问题。仿真及实验测试结果充分验证了芯片的各项性能。     

一种低压大电流DC-DC电源的设计

采用高集成度的PWM控制IC(DPA426)、同步整流、低损耗变压器复位等多种技术，研制了一种低压大电流高效高功率密度DC-DC电源。该电路具有完备的输入欠压／过压保护、输出过流／过压保护和过热保护等功能。     

Digital PWM controller with one-bit noise-shaping interface

Conventionally, pulse width modulation (PWM) controllers for DC-DC switching power converters have been implemented in pure analog circuits. However, recent research showed the possibility of digital controllers with several advantages such as robustness, fast design time, and high flexibility. Since DC-DC converted output voltage is analog in nature, an analog-to-digital interface circuit is always essential even in digital PWM controllers. A simple and efficient delta-sigma modulator is used as a conversion circuit in our silicon implementation. Measurement results show good voltage regulations. Jeongjin Roh received the B.S degree in electrical engineering from the Hanyang University, Korea, in 1990, the M.S. degree in electrical engineering from the Pennsylvania State University in 1998, and the Ph.D. degree in computer engineering from the University of Texas at Austin in 2001. From 1990 to 1996, he worked at Samsung Electronics in Kiheung, Korea, as a senior circuit designer for several mixed-signal products. From 2000 to 2001, he worked at Intel Corporation in Austin, Texas, as a senior analog designer for wireless communication circuits. In 2001, he joined the faculty at the Hanyang University in Ansan, Korea. His research interests include low-power analog circuits, power management ICs, and oversampled delta-sigma converters.     

一种高效DC-DC变换器设计

以Buck变换器为原理，采用功能完善的SG3524控制芯片和功率MOSFET器件，设计了一种新型开关电源DC-DC变换电路。该电路具有良好的稳态和动态响应，仅适用于线性负栽。     

双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器（Multiple—Input Converter,MIC）代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂,本文将以双输入Buck变换器为例,进行系统建模以及闭环调节器的设计,使得该系统稳态和动态性能标达到要求。最后通过一个4BOW的实验样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其它的双输入直流变换嚣构成的新能源联合供电系统中。     

用于PWM控制DC-DC变换器的电流检测电路

设计实现了一种用于单片集成脉宽调制方式控制直流一直流变换器的电流检测电路。通过功率管并联工作在线性区的晶体管的方法检测流过功率管或电感的电流,使其具有高精度、低功耗的特点。基于0．6μm BCD工艺,利用Hspice对所设计电路进行仿真。仿真结果显示,当电源电压为3V、功率管开关频率1MHz时,该电流检测电路检测精度为96．98%,功耗仅为0．112mW。