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.

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。

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。

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.

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%。

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/PFM降压型DC-DC转换器的设计与研究

本文对Buck型开关电源拓扑结构、调制模式和控制模式的工作原理进行了研究与分析,针对DC-DC转换器的调控模式,提出了一种PWM/PFM自动切换调制下的Buck型DC-DC。同时通过软件MathCAD进行了建模与仿真。该开关电源系统会通过检测电路实时检测电路信号,采取对应的调制模式,从而提高系统的电源转换效率。

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。

一种PWM/PFM的同步整流升压转换器设计

文章介绍了一种工作在PWM/PFM双模式下的同步整流升压转换器设计,剖析电路的工作原理,采用0.35μmn阱CMOS工艺流片。通过SPECTRE仿真器模拟,结果显示该电路在输出负载电流是1mA时,输入电源电压0.9V启动,在关机模式下静态电流小于1μA,输出电压调节范围2.5V～5V,输入电压1V～5V,固定频率1.4MHz,允许采用外形扁平而小巧的电感器和陶瓷电容器,从而极大地节省了PCB板的面积,效率高达92%,可以从单节AA电池产生3.3V/260mA的输出或从双节AA电池产生3.3V/600mA的输出。该器件包括驱动管NMOS和同步整流管PMOS,具有斜率补偿的电流模式PWM设计,减少了外部元件的数量。抗振铃电路通过在不连续工作模式下对电感器进行阻尼来抑制EMI。在轻负载情况下工作在PFM模式,重负载情况下工作在PWM模式。

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.

基于PWM/PFM技术的降压型开关电源设计

为解决目前电子产品降压型开关电源工作模式无法实现实时动态转换,导致功率消耗较大问题,在传统降压型开关电源的基础上,引入脉冲宽度调制/脉冲频率调制(Pulse Width Modulation/Pulse Frequency Modulation,PWM/PFM)技术设计了降压型开关电源。通过对开关电源芯片内部模块进行分析,设计开关电源电压稳压器结构,减小电源环路中的噪声信号;采用PWM/PFM调制技术,设计降压型开关电源的切换电路。通过实验分析可知,新的降压型开关电源优于传统开关电源。

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。

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%。

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。

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。

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。

钢轨焊接接头感应加热电源三维数学模型及其控制策略研究

钢轨焊接接头必须进行焊后正火处理以提高接头性能,感应加热正火方式相对于火焰加热正火方式具有自动化程度高、正火质量稳定、作业环境好等优势,在钢轨现场焊接接头正火中越来越得到认可。重点研究了钢轨焊接接头感应加热电源的交流侧调功的PFM、PWM、PFM&PWM三种控制方法,通过建立三种控制方法的数学模型和MATLAB三维可视化分析,发现PFM&PWM控制方法在功率开关器件的开关损耗和功率调整过程中频率变化方面具有优势。基于此,提出了基于PFM&PWM控制方法的钢轨焊接接头感应加热电源的控制策略,并结合数学模型说明了其控制轨迹,同时,设计了基于TMS320F28335 DSP芯片的软硬件,实现了该控制策略的控制波形。为钢轨焊接接头感应加热电源的优化控制提供了理论支持,有助于提高钢轨焊接接头的性能和稳定性。

基于数字PWM控制器iW3620的AC/DC LED驱动器设计

iW3620是一种利用先进的数字控制技术和在峰值电流型PWM反激式变换器中利用初级侧控制技术的高性能AC/DC离线式LED驱动器。文中介绍了iW3620的功能特点和基于iW3620的AC/DC离线式LED照明电源的设计。