PWM/PFM混合控制DC-DC变换器芯片的设计

结合脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)功率损耗特点,提出了一种降压型PWM/PFM混合控制DC-DC变换器芯片的电路结构,大大提高了全负载范围转换效率。重点讨论了混合控制策略和PWM/PFM切换电路的设计。Hspice模拟仿真结果验证了设计的正确性。     

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。     

集成于电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路

针对电流模降压型DC-DC变换器,提出了一种新颖的CMOS片上电流采样电路.该电路结构简单,易于集成,功率损耗小,且通过MOSFET的匹配使采样比例几乎不受温度、模型以及电源电压变化影响.并通过进一步的优化设计,使得响应速度更快,工作电压进一步降低.提出的采样电路在一款基于0.5μm CMOS工艺没计的单片电流模降压型DC-DC变换器中进行了验证.在2.5～5.5V的电压范围,0～2A的负载范围内芯片工作稳定,瞬态响应良好,且效率高达96%.     

集成于电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路

针对电流模降压型DC-DC变换器,提出了一种新颖的CMOS片上电流采样电路.该电路结构简单,易于集成,功率损耗小,且通过MOSFET的匹配使采样比例几乎不受温度、模型以及电源电压变化影响.并通过进一步的优化设计,使得响应速度更快,工作电压进一步降低.提出的采样电路在一款基于0.5μm CMOS工艺没计的单片电流模降压型DC-DC变换器中进行了验证.在2.5～5.5V的电压范围,0～2A的负载范围内芯片工作稳定,瞬态响应良好,且效率高达96%.     

电流模降压DC-DC内部补偿研究

利用片内补偿实现了一款单片电流模降压型DC-DC变换器。设计的分段线性斜坡补偿电路大大缓解了传统线性方法的过补偿问题,提高了系统响应速度。集成的RC频率补偿结构克服了稳定性对输出负载以及陶瓷输出电容ESR的依赖,简化了设计,节省了PCB面积。芯片基于标准0.5μm CMOS工艺实现,内部补偿实现了良好的环路稳定性,负载调整率以及线性调整率均小于0.4%,400 mA负载阶跃对应输出电压的响应时间小于8μs。同步整流技术使得效率高达94%。     

基于DSP的数字PID控制器设计

基于数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407和外接D/A转换芯片,实现数字PID控制器,采用的PID控制算法是增量式PID控制算法,包括其硬件结构和软件设计。对PID控制算法及如何用DSP来实现数字PID控制器做了重点介绍,DSP的高速运算能力从硬件上保证了PID控制策略的实时性,对控制性能要求较高的场合,具有广阔的应用前景。     

基于LM5117的降压型DC-DC变换研究

LM5117是美国德州仪器(TI)公司生产的一种同步降压控制器,对以这款产品为主体的降压型DC-DC变换电路进行了探讨,阐述了研究意义,对其工作原理做了进一步地说明。     

Buck型变换器数字PID控制器设计方法研究

Buck型变换器包括Buck变换器及其衍生的全桥变换器。文中以Buck型变换器为控制对象,给出了频域补偿设计中模拟PID控制器的零极点配置原则,实现了其比例、积分、微分系数的整定。在此基础上,运用连续系统离散化方法,最终完成数字PID控制器的参数设计。MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,通过上述方法设计实现的数字PID控制器能够满足系统的控制要求,输出响应具有良好的静态与动态特性。     

一种多模式四开关降压-升压型DC-DC转换器

为了提高电池能量利用率,延长便携式电子设备的电池使用时间,提出一种级联4开关降压-升压型DC-DC转换器.该电路采用多模式工作方式,能根据输入和输出电压的具体关系和不同的负载条件采取相应的控制策略,以提高转换器的效率;在电池电压的整个波动范围内,提供稳定的电压输出.整个系统使用1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺设计实现.     

单电感双输出降压型DC-DC变换器的设计

设计了一种利用单个电感实现双路输出的低电压降压型(Btlck)DG-DC变换器,提供200mA(1.8V)和400mA(1.2V)的带负载能力.引入平均电流控制模式,并采用了一种无损电流检测的方法.轻负载时电路工作在非连续电流模式(DCM)下.实现了片上补偿和片上软启动.采用TSMC 0.25grn CMOS混合信号工艺,版图面积2.2mm×2.2mm.     

一种适用于DC-DC变换器的新型混合式数字脉宽调制器

提出了一种新型的适用于DC-DC变换器的混合式数字脉宽调制器.该脉宽调制器基于混合环路振荡器/计数器的结构.与已有的延迟线/计数器结构相比,由于该数字脉宽调制器采用了温度/工艺补偿技术和一种新型的数字控制器,使其不仅可为DC-DC变换器提供一个不随温度/工艺角变化的时钟,而且可以工作在更高的时钟频率,适用于高频应用场合.后仿结果表明该混合式数字脉宽调制器工作的时钟频率町达到156.9MISIz,并且在0～100℃的温度范围内及所有工艺角下的最大偏移只有±9.4%.     

一种适用于DC-DC变换器的新型混合式数字脉宽调制器

提出了一种新型的适用于DC-DC变换器的混合式数字脉宽调制器.该脉宽调制器基于混合环路振荡器/计数器的结构.与已有的延迟线/计数器结构相比,由于该数字脉宽调制器采用了温度/工艺补偿技术和一种新型的数字控制器,使其不仅可为DC-DC变换器提供一个不随温度/工艺角变化的时钟,而且可以工作在更高的时钟频率,适用于高频应用场合.后仿结果表明该混合式数字脉宽调制器工作的时钟频率町达到156.9MISIz,并且在0～100℃的温度范围内及所有工艺角下的最大偏移只有±9.4%.     

一种新的应用于降压式DC-DC变换器电流采样电路的设计

在分析了传统的应用于大负载电流降压式DC-DC变换器电流采样电路主要缺点的基础上,提出一种新的应用于降压式DC-DC变换器的电流采样电路。该方法通过一个电阻电容网络来消除电感寄生电阻的影响,并利用开关电容积分器来实现降压式DC-DC变换器的电流采样,在Chartered 0.35μm CMOS工艺下实现该电路并流片验证。最终的测试结果显示,提出的电流采样电路实现了对降压式DC-DC变换器精确的电流采样。     

降压型DC-DC转换器自调节型斜坡补偿电路设计

本文给出一种用于降压型DC-DC转换器的自调节型斜坡补偿电路。文章从斜坡补偿的基本原理出发,根据电流环稳定的条件,设计出了一种补偿量随输入输出电压自动调节的斜坡补偿电路。该斜坡补偿电路的优化设计避免了因过补偿而带来的系统瞬态响应慢和带载能力低等不良影响。该电路基于华润上华0.5um CMOS工艺,使用Cadence仿真验证达到设计目标。     

高频多相数字DC-DC控制芯片的设计

介绍应用于低电压大电流DC-DC的高频多相数字控制芯片的设计。该芯片采用电压模式控制、数字比例-积分-微分(PID)控制算法,由可编程电压基准源、窗口ADC、数字PID电路以及数字脉宽调制(DPWM)电路组成。该芯片提供1MHz开关频率、四相PWM信号输出、5bit电压识别(VID)码控制系统的输出电压,实现从1.1V到1.85V可调。芯片在0.35μm工艺下流片。实验结果证实了芯片的性能与设计方法的正确性。     

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%。     

一种新颖的BUCK型DC-DC芯片的抗振铃电路

典型的集成Buck型DC-DC变换器,其电感只有一端接入芯片,无法在芯片内部采用Boost型DC-DC在电感两端直接并联电阻的方法进行振铃的快速衰减.文中设计了一种新颖的适用于Buck型DC-DC的抗振铃电路,在芯片内部采用一个线性时变电阻网络将电感的一端与芯片的电源(或地)之间进行连接.进行振铃衰减时,起初电阻较小,振铃衰减很快,但直流电流较大;随着振铃的减弱,逐渐增大电阻以减小直流电流,当振铃结束且直流电流很小时完全断开电阻.这样既达到抗振铃的目的,又不会引起持续的直流放电.采用此电路的一款DC-DC已在韩国Hynix公司的0.5 μ m CMOS工艺线投片,测试结果证明抗振铃效果良好.     

基于PLECS的Buck变换器模糊PID控制

根据Buck变换器的基本原理,由PLECS建立Buck变换器本体模型,再由Simulink工具建立模糊PID控制器,两者无缝连接。其中在大偏差范围内采用PD模糊控制器以提高其动态响应速度,而在小偏差范围内转换成PID控制,以提高其稳态精度。仿真结果表明了模糊PID控制的优越性,实现了模拟电路与数字控制的有效结合。     

提高Buck型DC-DC变换器带载能力的补偿设计

针对采用斜坡补偿的峰值电流控制Buck型DC-DC变换器设计,由输入电压及工作温度的差异造成的对输出带负载能力和峰值电流严重影响的问题,提出一种新颖的可提高电路带载能力的补偿设计.通过在斜坡补偿模块中加入一个随输入电压线性变化的基准源,补偿输入电压变化对采样与斜坡补偿峰值电压的影响.同时,采用不同的工艺对反馈环中的比例...