采用分段式自适应PWM/PFM调制的Buck型DC-DC转换器设计

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10~1000 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。

一种具有750mA输出电流,双模式PWM/PFM控制的高效率直流-直流降压转换器

提出了一种输出电流可达750mA,脉宽调制（PWM）和变频调制（PFM）双模式控制的,高效率、高稳定性直流-直流降压转换器.该转换器在负载电流大于80mA时,采用开关频率为1MHz的PWM工作模式;在负载电流小于80mA时,采用开关频率减小和静态电流降低的PFM工作模式,实现了在整个负载电流变化范围（0.02~750mA）内,转换器均保持高效率.而且采用一种快速响应的电压模式控制结构,达到了优异的线性和负载调整特性.芯片采用CSMC公司0.5μm CMOS 2P3M混合信号工艺物理实现.测试结果表明,该电路可根据负载的变化在PWM和PFM模式下自动切换.最大转换效率达96.5%;当负载电流为0.02mA时,转换效率大于55%.该芯片特别适合电池供电的移动系统使用.

一种PWM/PFM自动切换的DC-DC芯片

提出一种可根据负载变化在脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)和脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)两种工作模式间自动切换的降压DC-DC芯片的设计法,推导出临界切换状态下的负载电流值表达式,在此基础上设计了一种PWM/PFM自动切换的DC-DC芯片.该系统在较大的负载变化范围内均具有较高效率.

脉冲激光引信用PFM和PWM式LD驱动电路的研究

在激光引信的通讯系统中,针对引信用脉冲式半导体激光器驱动电路的脉冲宽度、频率、功率可调的需要,根据LD驱动电路的工作原理,建立了LD驱动电路的一般模型。然后用电子多频振荡器提供驱动信号,用双MOS驱动器来驱动半导体激光器,通过大量的实验、仿真、分析、比较,设计出了方便可调的大功率LD的驱动电路,该电路的脉冲频率和脉冲宽度可方便调整。并且该驱动电路的频率调节范围大(10Hz～20kHz);脉冲宽度可以从几ns到几百ns进行调节,大大提高了激光引信通讯系统的性能与可靠性。

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%。

PWM/PFM双模调制的高效率DC/DC开关电源

利用根据负载电流的大小改变调制模式的方法实现了一种降压型高转换效率的DC/DC开关电源,并采用二次集成的方式在芯片内部集成了功率p-M O SFET。当控制电压占空比小于20%时,采用PFM(Pu lse-F requency M odu lation)模式调制;占空比大于20%时,采用PWM(Pu lse-W idth M odu lation)模式调制,平均转换效率约为93%,输出电流范围可以从0.01 A到3.0 A。当输出驱动电流为3.0 A时,整个调制控制电路的功耗仅为6.0 mW。输入电压为5 V时,负载调整率小于1.5%;负载电流为0.01 A时,线性调整率小于0.5%。

PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究

输入电压和负载宽范围变化时,变频控制LCC谐振变换器的开关频率变化范围宽,而移相控制LCC谐振变换器难以实现宽范围零电压关断（zero voltage switching,ZVS）。为了在较窄开关频率范围内实现LCC谐振变换器的宽范围软开关,该文提出一种脉宽-脉频调制（pulse width modulation-pulse frequency modulation,PWM-PFM）混合控制LCC变换器。通过同时调整LCC变换器原边开关管的导通角与开关频率,在宽输入电压和宽负载变化范围内,提出的PWM-PFM混合控制LCC变换器能在稳压输出的同时保持变换器ZVS软开关工作。此外,PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的开关频率范围较窄,简化了变换器磁性元件的设计。以工作在电容电压连续模式（continuous capacitor voltage mode,CCVM）的LCC谐振变换器为例,利用基波近似法,分析PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的工作原理和控制特性,对谐振元件和控制参数进行设计。最后,通过一台100-200V输入、48V/500W输出的实验样机验证了理论分析的正确性。

一种高效率PWM/PFM自动切换升压转换器的设计

设计了一种根据负载变化自动切换PWM/PFM调制方式的CMOS升压转换器,使得转换器同时具有PFM的高效率和PWM的低纹波.同时,采用软启动技术,解决了芯片启动过程中的过冲问题,使得芯片具有更高的安全性.

PWM和PFM混合调制逆变TIG焊电源控制特性的研究

在薄板小电流电弧焊的过程中，影响焊接质量的一个重要因素就是电弧的稳定性．本文介绍一种用于薄板TIG焊的逆变电源，该电源的输出控制采用强的非线性调节环节与弱的PID环节相结合处理反馈信号并以PWM和PFM混合调制的方式来进行．输出滤波电感采用比较独特的摆动电感结构，提高了电弧的稳定性．电源的引弧为PFM降频调制的接触引弧方式，引弧过程可靠且不烧损钨极．通过对高频道变脉冲的低频调制达到控制线能量的目的．

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0．5μmn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25C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。

一种可实现PFM和PWM及其自动切换的数字控制电路

本文提出了一种可实现 PFM和 PWM的任意选择及相互间自动切换的数字PID控制电路 ,对带辅助开关的半桥式串联共振型 DC- DC变换器进行控制 。

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2 000 W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。

一种PWM结合PFM的ZVS准谐振变换器

准谐振变换器可以实现功率器件的零电压或零电流开关,但要得到稳定输出电压需采用脉冲频率调制(PFM),这给功率电路参数设计和系统稳定性带来困难,本文研究一种PFM结合PWM的控制模式来调节准谐振变换器输出电压,并实现其开关管的软开关,该控制方案与电压调节器协调工作,调节功率管驱动信号的脉宽和频率,保证了软开关条件和降低导通损耗,实现高频高效的功率变换。建立了100W升压准谐振变换器样机,实验结果验证了该控制方案的可行性。

宽占空比峰值电流型准PWM/PFM混合控制

为使Buck变换器在负载电压上升至接近输入电压的低压差情形仍可稳定控制其电感电流,且能随负载变化实现斩波状态与直通状态的自动切换,提出宽占空比峰值电流型准PWM/PFM混合控制。该控制方法在中占空比区间为准PWM控制,在高占空比区间为PFM控制。采用该控制方法的Buck变换器可在上限值高达100%的宽占空比范围实现其电感电流的稳定控制,并能随负载变化在斩波状态与直通状态之间自动切换,使变换器以直通为工作常态时具备主动限制负载过电流的伺服特性。仿真研究结果验证了宽占空比峰值电流型准PWM/PFM混合控制原理及实现的正确性与有效性。

数字控制PWM/PFM混合型AC-DC开关电源设计

采用数字控制方法,结合脉冲频率调制和脉冲宽度调制的特点,设计了一种采用数字控制初级反馈反激式开关电源。数字化控制技术可实现快速动态响应,严格的输出调节,以及多种PWM/PFM混合控制。最终利用Cyclone 3系列FPGA作为数字控制器进行恒压验证,其结果达到了预期设计要求。

基于PWM+PFM的LLC谐振变换器软启动研究

启动过程中电流冲击大是LLC谐振变换器研究中不容忽视的问题之一,为优化LLC谐振变换器的启动过程,提出一种基于PWM+PFM的LLC谐振变换器软启动策略。根据数学计算切换2种传统脉宽调制方法,得到一种新的变占空比控制方法,并将其与传统降频控制方法同时应用在LLC谐振变换器的启动阶段。搭建了一台200 W的LLC谐振变换器验证所提方案的可行性,同时与多种传统软启动控制策略进行对比分析。实验结果表明,相对于传统的软启动控制策略,所提控制策略能进一步减小电路中的电流冲击,具有更加安全可靠的启动效果。

基于PWM/PFM的压电变压器驱动电路的设计与仿真

利用PWM/PFM控制IC组成驱动电路来驱动压电变压器,给出了驱动电路的原理图,对电路工作原理做了详细的分析,并用仿真软件HSPICE对电路进行仿真,仿真结果证明该电路能满足驱动压电变压器的要求。

开关电源的PWM-PFM控制电路

本文比较了开关电源中的三种控制方式脉宽调制(PWM)、脉频调制(PFH)、调宽调频(PWH-PFM),并简要介绍了一种新型开关电源,对其新颖、实用的PWM-PFM电路的工作原理作了较详细的分析。实验证明,此电路对输入电压波动较大的工业环境具有很好的适应性。

软开关逆变电源的PWM与PFM混合控制技术在焊接电源中的应用

提出了一种新的适用于逆变焊接电源的PWM与PFM混合控制软开关技术 ,并简要阐述了其工作原理和控制方案。实验结果证明 ,PWM与PFM混合控制软开关技术增加了电源的软开关调整范围和短路电流控制精度 ,提高了逆变焊接电源的可靠性和效率 。

An Analysis of Buck Converter Efficiency in PWM/PFM Mode with Simulink

This technical paper takes a study into efficiency comparison between PWM and PFM control modes in DC-DC buck converters. Matlab Simulink Models are built to facilitate the analysis of various effects on power loss and converting efficiency, including different load conditions, gate switching frequency, setting of voltage and current thresholds, etc. From efficiency vs. load graph, a best switching frequency is found to achieve a good efficiency throughout the wide load range. This simulation point is then compared to theoretical predictions, justifying the effectiveness of computer based simulation. Efficiencies at two different control modes are compared to verify the improvement of PFM scheme.