峰值电流控制开关电源的反馈补偿问题研究

针对电流控制模式降压型开关电源芯片,探讨了输入电压的不同以及工作温度的差异造成对输出带负载能力和峰值电流的影响。在电流反馈回路的斜坡补偿模块中,加入随输入电压线性变化的基准电流源,以补偿不同输入电压对采样与斜坡补偿峰值电压造成的差异。此外,对反馈环中的比例电阻采用不同的工艺制作,通过电阻的温度系数补偿由采样电阻随温度变化所造成的采样电压的变化,减小温度对电路的带负载能力和峰值电流的影响。改进后,在相同环境温度下,4．7V到30V输入时,输出最大负载电流差异由2A降为0．5A。电阻改进后,从27℃到150℃,输出最大负载电流几乎不变。     

一种分段式峰值电流斜坡补偿电路

设计了一种应用于峰值电流型控制Buck DC-DC转换器的分段式斜坡电流补偿电路,以消除峰值电流控制模式下可能产生的次谐波振荡。该电路采样峰值电流,通过采样电阻将电流转换为电压输出。当开关脉冲控制的导通时间占空比D<35%时,斜坡补偿电压的斜率为零。当占空比D>35%时,斜坡补偿电压的斜率占空比变化。斜坡补偿电路不仅消除了D>50%时次谐波振荡引起的系统不稳定现象,还提高了电源芯片的带载能力。基于0.5 μm BCD工艺进行设计,仿真结果显示,该斜坡补偿电路具有良好的补偿能力和带载能力。应用该电路的DC-DC转换器的最高负载工作电流达到7 A。     

一种带自适应斜坡补偿的PCM控制Boost变换器

设计了一种带自适应斜坡补偿的峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器。采用一种低功耗自适应斜坡补偿电路,使得升压(Boost)变换器能够实现宽输出范围和高带载能力。在此基础上,提出了一种应用于Boost变换器的电感电流采样电路,该电路实现了高采样速度和高采样精度,且具备全周期的电感电流采样特点。变换器基于SMIC 180 nm BCD CMOS工艺设计。仿真结果表明,该带自适应斜坡补偿的PCM控制Boost变换器输入电压转换范围为2.8 V～5.5 V,输出电压转换范围为4.96 V～36.1 V,最大输出负载电流高达5 A。     

电流模式DC-DC自适应斜坡补偿的设计与实现

为了改进电流模式DC-DC固有不稳定性的补偿方法,本文提出了一种可以兼顾稳定性、带载能力、转换点抖动的自适应斜坡补偿方法。基于对电流环路的分析,通过检测输出电压与输入电压,转化为自适应的斜坡补偿电流,优化了电流环路的补偿方法。该方法提高了补偿的精确性,消除了过补偿以及传统斜坡补偿的带载能力与抖动问题。设计电路在一款基于0.35 m CMOS工艺的电源芯片中进行了验证,测试结果表明,电源电压为5V、占空比从10%~100%的调节过程中,电流限制阈值恒定,系统启动与工作状态稳定。     

一种适用于Boost电路的自适应斜坡补偿电路

设计了一种适用于峰值电流模式Boost电路的自适应斜坡补偿电路。电路通过动态检测Boost电路的输入输出电压,产生随Boost电路开关控制信号占空比变化的斜坡电压,实现补偿斜坡斜率的最优化。由于本设计采用了高精度减法器,斜坡补偿精度得到提高,在消除次谐波振荡、提升Boost电路稳定性的同时,将补偿对Boost电路的负面影响最小化,保证了Boost电路的带载能力和动态响应速度。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺完成电路设计和版图绘制,并进行了后仿验证,结果显示,工作电压为3.3 V时,在不同工作条件下,随着开关占空比的变化,补偿斜率可以实现自适应调整,与理论最佳补偿斜率的误差范围仅为1.39%～2.33%。     

电流模式控制的DC-DC变换器中电流环的设计

电流反馈环路是开关变换器中重要的模块之一,主要分析了常用的SENSEFET技术的不足,提出了一种优于SENSEFET技术的电流检测电路.该电路通过检测功率管上的压降反应电感电流的变化,利用工作在线性区的PM06管代替电阻,采用体偏置跨导增大环路增益,提高检测精度,使输出检测电流与电感电流的比率几乎不受温度,工艺,电源电压等因素的影响.同时设计了一种自适应斜坡补偿电路,可根据输入,输出电压自动调节补偿斜率,有效解决了传统固定斜率斜坡补偿所产生的带载能力降低的问题.电路的输入电压范围为2.5～5.5V,工作频率为1MHz,可精确检测0～3.5A的电感电流,适用于大电流的开关变换器.     

一种大负载峰值电流模DC-DC变换器的设计

从DC-DC变换器的技术指标出发，设计了一种大负载输出集成变换器。针对峰值电流模控制下，占空比＞50％出现的次谐波振荡问题，引入了斜坡补偿电路。通过采用自适应斜坡补偿电路，提高系统带负载能力。利用动态箝位电路，消除斜坡补偿对带载能力的影响，有效提高了芯片输出电流的能力     

峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计

峰值电流模式变换器工作于CCM模式且D＞0.5时,存在开环不稳定性等问题,必须进行斜坡补偿.针对常规的斜坡补偿方式所存在的缺陷,设计了一种补偿量自动适应输入输出电压变化的斜坡补偿电路.利用MOS管工作于线性区的压控电阻特性,实现了在整个占空比区间内自动适应、优化的斜坡补偿,与传统的设计相比,自适应斜坡补偿对系统带载能力、瞬态响应的负面影响减至最小,改善系统性能,增加系统稳定性,是进行斜坡补偿的最佳方案.最后给出仿真结果.     

降压型DC-DC变换器中的自调节斜坡补偿电路设计

提出一种应用在降压型DC-DC变换器的自调节斜坡补偿电路。该电路通过动态判断系统占空比的变化,自动调节斜坡补偿量,同时用限流比较器代替误差电压箝位,从而消除了斜坡补偿对带载能力的影响。此电路基于0.18μm CMOS工艺,已应用于一款大电流DC-DC Buck型变换器,仿真和测试结果表明,系统具有良好的瞬态响应和较大的带载能力,当系统占空比在35%~85%变化时,该芯片的峰值电流变化量小于4.5%。     

一种基于FVF的自适应斜坡补偿电路

采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于电流型DC-DC转换器的斜坡补偿电路。基于FVF结构,电路能动态地检测输入和输出电压,并将该电压差转换成电流,产生自适应斜坡电压,不仅提高了DC-DC转换器的补偿精度,还避免了高占空比下的过补偿,提高了系统在高占空比下的带负载能力。仿真结果表明,在5 V工作电压下,输出电压工作范围为1～4.5 V,即占空比最高可达90 %,最大负载可达1 A。     

Design and implementation of adaptive slope compensation in current mode DC-DC converter

To improve the compensation for the inherent instability in a current mode converter,the adaptive slope compensation,giving attention to the problems of the traditional compensation on compensation accuracy,loading capability and turning jitter,is presented.Based on the analysis of current loop,by detecting the input and output voltage, converting the adaptive slope compensation current,the compensation of the current loop is optimized successfully.It can not only improve the compensation accuracy but al...     

一种自适应斜坡补偿电路的设计与实现

提出了一种应用于电流型DC-DC转换器的自适应斜坡补偿电路.在分析斜坡补偿原理的基础上,提出了一种动态的斜坡补偿方法.该方法利用跨导线性环电路对补偿电流信号进行叠加,无需外加引脚引入输出电压,从而减小了芯片封装尺寸,以较少的电路使引入的斜坡补偿对系统带载能力和瞬态响应的负面影响减至最小.此电路采用UMC BCD工艺,在升压型DC-DC转换器2V转换8V的条件下,带载能力达到300mA,负载调整率为6.7mV/A.     

一种精准的升压型DC-DC转换器自调节斜坡补偿电路

设计了一种精准的升压型DC-DC转换器自调节斜坡补偿电路,包括反馈信号产生电路,固定斜率的斜坡信号产生电路,反馈信号转移电路和自调节斜坡信号产生电路四部分。其产生的斜坡信号斜率随输入电压变化而自动精确调节,消除了欠补偿和过补偿现象。与传统的设计相比,该结构具有精度高、电路结构相对简单等特点。最后,给出了具体的仿真结果。     

一种高速宽带升压转换器斜坡补偿电路的设计

峰值电流模式升压型直流-直流转换器在连续导通模式下,当占空比大于50%时会出现闭环不稳,产生次谐波振荡等现象,需进行斜坡补偿.讨论了斜坡补偿的意义,并设计了一种结构简单的电流检测和斜坡补偿电路,该电流检测采用一种电流负反馈电路进行电压箝位,斜坡补偿时未采用传统的加法器对补偿斜率相加的方式,而是直接将采样电流和补偿电流在电流节点加和,解决了比较器引入附加回路对带宽的限制,瞬态响应速度较快.此电路基于MagnaChip公司HL18GFL 0.18 μm工艺设计,并进行了流片.测试结果表明,斜坡斜率为3.17 mV/ns,满足系统稳定性要求.本电路面积仅为128.7 μm×62.8 μm,电流检测精度在5%以内.     

压电叠堆执行器迟滞建模与前馈补偿研究

针对压电叠堆执行器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电叠堆执行器动态迟滞模型,并采用粒子群算法辨识出6个模型参数。为提高压电叠堆执行器动态位移输出精度,进一步推导出压电叠堆执行器迟滞逆模型,最终在此基础上对压电叠堆执行器进行前馈补偿研究。仿真与实验结果对比表明,在0~120V峰值电压与0~500Hz激励频率内,所建立的动态迟滞模型能够较好地描述与预测压电叠堆执行器的动态输出位移。前馈补偿实验研究结果表明,利用所建的迟滞逆模型补偿后,压电叠堆执行器的滞环减小,输出位移非线性度下降约3%。     

APFC低压系统的研究与实现

针对低压微电网、机床照明、教学实验和建筑工地临时居住等低电压应用场景中非线性整流设备造成的谐波污染,文中采用单周期控制对低压APFC系统进行研究.文中详细分析了单周期控制器UCC28180的控制原理,并对主电路和控制电路的参数进行了设计.通过对平均电流环路和电压环路分析,结合低压系统非线性电流环路增益因子M1、电压环路...     

基于高开关频率精确模型的峰值电流型BUCK电源的补偿设计

针对工作在高开关频率的连续导电模式的峰值电流型BUCK电压源,建立了包含功率管导通电阻和寄生参数的精确小信号模型,设计一个新颖的电压环路的补偿模块,优化了瞬态响应。补偿模块仅增加一个极点,消除输出电容寄生电阻引入的零点。在此补偿模块基础上,分析了输出电压Vo对参考电压Vref的传递函数的频率响应,和补偿模块直流增益之间的关系,得出了补偿模块的最佳增益,使得输出电压对参考电压Vref的瞬态响应既快速又没有过冲和振荡,并且在Spice电路仿真中得到验证。