Boost变换器跨周期调制(PSM)的状态空间平均模型

基于Boost变换器,利用状态空间平均法对跨周调制(PulseSkippingModulation,PSM)进行建模和特性分析,推导出电感电流连续(CCM)和电感电流断续(DCM)时系统变压比,调制度M与负载的关系及系统转换效率的理想化公式,得到PSM具有轻载下高转换效率的结论,并设计具有PSM调制特性的控制电路,给出仿真结果。

开关变换器的跨周期调制模式

该文提出了一种新的开关变换器的调制模式一跨周期调制(Pulse cycle Skip Modulation,PSM),分析和研究了其工作原理及控制特性,给出了PSM的状态方程.调制度、响应速度、效率与电路参数之间的关系.同PWM调制模式相比,PSM具有更好的调制特性.

断续导电模式Buck变换器双脉冲跨周期调制技术

提出一种新的控制开关功率变换器的调制技术:双脉冲跨周期调制(dual pulse skipping modulation,DPSM)技术。不同于脉冲跨周期调制(pulse skipping modulation,PSM)技术采用单控制脉冲实现输出稳压,DPSM技术把单控制脉冲扩展为双控制脉冲,可克服PSM控制的开关功率变换器存在较大输出电压纹波的缺点。以工作在断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)下的Buck变换器为例,说明DPSM技术的工作原理和控制规律。仿真和实验结果表明,有着良好瞬态性能的DPSM Buck变换器与PSMBuck变换器相比具有较低输出纹波,与脉冲序列(pulsetrain,PT)控制Buck变换器相比具有较宽的负载可调范围。

断续导通模式Buck变换器跨周期调制离散解析模型

脉宽调制模式DC/DC变换器非线性分析经常采用离散模型。该文基于跨周期调制工作模式建立断续导通模式Buck变换器的闭环同步开关映射模型。分析输出电压随负载电阻变化的非线性特性,得到跨周期调制工作模式下系统在较宽负载调整范围内能够保持稳定输出电压,轻负载下跨周期数目增加,输出电压在定常解与周期n解之间变换且呈现无序性,相邻负载跨周期数目具有渐变特性的规律。基于能量守恒定理,建立每个时钟周期的能量迭代关系式,对同步开关映射模型进行定量验证。

脉冲跨周期调制Buck变换器输出电压纹波研究

以工作在断续导电模式(DCM)的脉冲跨周期调制(PSM)Buck变换器为例,基于一个控制脉冲序列循环周期内输出电压变化量为零的理论,推导出功率脉冲与跨周期脉冲数量比的关系式,进而得到功率开关管驱动信号的有效工作频率计算公式。通过详细分析输出电压纹波的产生机理,推导出不同控制脉冲序列循环周期下的输出电压纹波计算公式。电路仿真和实验结果很好地验证了理论分析的正确性。

脉冲跨周期调制连续导电模式Buck变换器低频波动现象及其抑制技术

揭示并分析了连续导电模式(CCM)脉冲跨周期调制(PSM)Buck变换器中输出电压低频波动现象及其形成机理,提出了一种应用电感电流纹波注入反馈(ICRIF)法来抑制该现象的技术。结果表明,输出电容串联等效电阻(ESR)是影响PSM CCM Buck变换器控制性能的关键参数。选用较小ESR输出电容时将引发输出电压低频波动;而选用较大ESR输出电容时可抑制该现象,但输出电压纹波仍然很大。利用ICRIF法,可以抑制低ESR输出电容时的低频波动现象,还可以有效降低输出电压纹波。电路实验结果验证了理论分析和电路仿真的正确性。

带跨周期调制的斜坡补偿电路

提出一种带跨周期调制(PSM)的斜坡补偿电路,既能实现斜坡补偿、维持系统稳定,同时电感电流最大值和带载能力不受斜坡补偿的影响,轻载时也能实现PSM控制,使输出电压稳定,并且提高了效率。与一般PSM设计电路相比,该电路设计简单、易于实现。仿真结果表明,在15%～90%的占空比范围内,电感电流最大值变化量微小,PSM控制在轻载时大幅提高了转换器的效率。

电流型双脉冲跨周期调制Buck变换器研究

提出一种断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)Buck变换器的电流型双脉冲跨周期调制(Dual Pulse Skipping Modulation,DPSM)技术。与电压型DPSM技术比较,电流型DPSM技术采用双环控制技术,检测电感电流以产生具有不同占空比的控制脉冲,克服电压型DPSM开关DC-DC变换器无法检测电感电流的问题,有效防止启动过程中电感电流过冲现象发生。以DCM Buck变换器为例说明电流型DPSM技术的原理和输出电压纹波与脉冲组合之间的关系。运用动力学分析方法建立电流型DPSM DCM Buck变换器的离散时间模型,得出高功率脉冲、低功率脉冲以及跨周期脉冲的组合规律。最后,给出仿真和实验结果,表明有着良好瞬态性能的电流型DPSM Buck变换器低输出电压纹波与较宽的负载可调范围等优点。

开关变换器跨周期调制方法研究

针对脉冲宽度调制(PWM)变换器在轻负载的情况下电源效率变低的问题,利用一种新型的控制方法——跨周期调制对其进行了重点分析和研究,通过改变DC-DC转换器的有效频率对输出功率进行调节,使得调制度与输出功率成线性关系,实现了转化器的效率与负载无关。采用PSPICE仿真软件进行仿真,验证了方法的正确性和有效性。

基于SG3525的脉冲跨周期调制DC/DC变换器

分析和研究了脉冲跨周期调制(Pulse Skip Modulation,简称PSM)的基本原理及工作特性,给出了以脉宽调制芯片SG3525为核心,采用PSM脉冲跨周期调制的一种DC/DC升压型开关电源的结构设计,并对该设计进行了实验测试,结果表明PSM调制模式可以有效解决变换器在轻负载情况下电源效率低的问题。

脉冲跨周期调制开关电源的特性研究

对脉冲跨周期调制(PSM)开关电源的特性进行了研究。这类开关电源的效率比常规的脉冲宽度调制(PWM)高,且基本上与负载无关;通过状态机对负载进行离散侦测以及电流极限模糊控制模式,提高了电源的响应度;通过频率抖动,降低了开关电源的电磁干扰影响。这类开关电源集远程遥控关断、外部可编程、智能保护、同步等功能于一体,隐现了功率系统级发展的一种途径。

基于脉冲跨周期调制的DC-DC变换器自适应电压调节技术

为实现减小数字电路的供电电压来降低其能量消耗的目的,该文提出基于脉冲跨周期调制(PSM)的DCDC变换器自适应电压调节(AVS)技术。AVS技术通过追踪和探测关键路径复制(CPR)的延迟时间自适应地调节数字电路的供电电压。同时,具有自适应占空比的PSM调制模式(APSM)被用来改善轻负载下变换器输出电压的纹波和效率。实验结果显示,当负载工作频率在30~150 MHz范围内变化时,输出电压在0.6~1.5 V之间稳定输出。和传统的固定工作电压相比,该文设计的DC-DC变换器最大可节省83%的能耗。

基于单片机实现的跨周期调制

跨周期调制是一种不同于PWM和PFM的功率变换调制模式。提出了一种基于单片机实现的PSM调制模式的控制电路,采用软件方法实现了跨周期调制控制模式,解决了硬件设计难的问题,同时也解决了工作在轻载时功率管开关频率容易进入音频范围的问题。

脉冲压缩雷达跨周期相位调制干扰技术研究

线性调频脉冲压缩技术是当代高分辨率体制雷达的发展主流之一,因此如何对脉冲压缩体制雷达进行有效的干扰已经成为电子对抗领域的主要问题。从线性调频脉冲压缩体制雷达信号处理的基本原理出发,分析了间歇采样延时转发干扰对信号处理的影响,指出其不足之处,有针对性地提出了一种基于跨周期相位调制的相干干扰技术。通过仿真分析了其可行性和有效性,研究了参数的选取对干扰效果的影响。

PSM调制电荷泵电路

跨周期调制(PSM)是一种新的DC DC变换器调制方式,将其应用到电荷泵电路,可实现响应速度快、抗扰动性能好、负载调整率好、电磁干扰小、效率高等特性。介绍了PSM和电荷泵的基本结构,以及采用PSM调制电荷泵的基本原理。讨论了PSM电荷泵的电学特性。

脉冲序列调制-脉冲跳周期调制Buck变换器研究

脉冲序列调制(Pulse Train Modulation,简称PTM)采用高、低能量脉冲对开关变换器的输出电压进行调整,其动态响应速度快,控制器设计简单,但同时开关变换器轻载效率低,输出电压纹波大。脉冲跳周期调制(Pulse Skipping Modulation,简称PSM)采用ON/OFF控制对输出电压进行调整,虽然提高了开关变换器的轻载效率,但也存在输出电压纹波大的缺点。结合PTM与PSM调制技术,提出了开关变换器的PTM-PSM调制技术,在保留PSM调制轻载效率高的同时,降低了输出电压的纹波。最后设计了基于PTM-PSM调制的Buck变换器,通过实验验证了分析结果。

基于PSM调制方式的双环控制电路的设计

跨周期调制(PSM)是一种不同于PWM和PFM的功率变换调制模式。文章从提高变换器效率和避免进入音频范围的角度出发,提出了一种基于PSM调制方式的双环控制电路,给出了电路的工作原理,占空比的设计方法和验证电路与实验结果。该设计是对PSM调制模式的一种优化,使PSM成为功率集成电路的实用性调制模式。

应用于亮度可控WLEDs驱动芯片的PSM调制设计

一种基于DC-DC升压转换器控制的跨周期调制(PSM),可驱动亮度可调节的白色发光二极管(WLEDs),既保留了DPWM的优点和灵活性,同时又降低了成本和复杂性。根据PSM控制器的原理,在Cadence软件仿真环境下使用CSMC 0.5μm CMOS对其进行仿真,结果表明,所设计的驱动芯片在电源电压从2.7 V变大到5.5 V时具有较高的效率,性能参数达到设计目标。

一种基于PWM-PSM调制模式的汽车电压调节器

为了提高汽车电压调节器在轻载时的效率,设计了一种基于PWM-PSM调制模式的调节器。中载或重载时采用PWM调制模式,轻载时采用PSM调制模式。系统负载的轻重通过检测励磁调整管导通的占空比来判断。基于CSMC 40 V BCD工艺进行流片,测试结果表明,占空比小于25%时采用PSM调制模式,占空比大于或等于25%时采用PWM调制模式。与传统PWM调制模式相比,轻载(励磁电流小于1.1 A)时,该调节器的效率至少提高了23%。

Boost变换器断续导通模式的PSM同步开关映射模型

平均法是分析各种PWM模式DC/DC变换器的基础,其缺点是各种非线性信息遗失在平均过程中,因此研究PWM变换器非线性现象需要建立正确的离散映射模型。跨周调制(PSM)作为一种新的调制模式,具有响应速度快,轻负载转换效率高等优点,已在小功率单片IC中得到广泛应用,但PSM模式的非线性离散映射模型未见报道。该文建立断续导通模式(DCM)Boost变换器的同步开关映射模型,并根据该模型详细分析PSM调制的非线性现象。研究表明PSM调制模式下,参数的变化引起系统的输出在定常解和周期解之间变化,变化呈现无序性,但系统一直保持稳定的输出,说明PSM具有较强的鲁棒性;最后将PSM的非线性现象与PWM的分叉与混沌现象进行比较,对产生二者区别的原因给出了合理的解释。