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.

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。

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。

基于PWM的智能视力保护器设计与实现

针对当下诸多视力矫正器产品性能单一,不能从多角度起保护作用,设计了一种基于PWM的智能视力保护器.该设计包括红外人体检测模块、超声波测距模块、光线强度测量电路、PWM调光电路等模块.通过感应器感应到有人存在时,采用红外人体检测装置及AD采集装置采集信号,并将此信号传至单片机,经过单片机的运算处理,得出最终结果传输给各个模块.采用HC-SR501人体感应模块检测感应区内是否存在人,并开启学习倒计时和其它功能.同时采用PWM调光技术,根据周围光线情况对USB灯进行自动调节光线强弱以及用眼距离,同时可切换手自动模式.

全负载下实现高效率的DC-DC转换器芯片设计

首先讨论了DC-DC转换器的功率损耗源,根据重载情况下PWM控制效率高而轻载情况下PFM控制效率高的特点,提出了全负载下实现PWM/PFM自动切换以降低功耗、提高电源效率的控制方法.将相加模式PWM、跳周期和限流相结合的PFM整合于一个系统中,使整个系统高效协调地工作,并在较大的负载变化范围内均具有高效率的优点.系统采用0.5μm CMOS工艺实现,对系统的仿真结果表明,系统正常工作,成功实现了PWM/PFM的自动切换,性能指标达到了设计要求.

交错并联双向Buck/Boost集成LLC谐振型三端口直流变换器

将交错并联双向Buck/Boost电路与全桥LLC谐振电路通过共用全桥开关单元集成在一起,提出了一种新型的三端口直流变换器,实现了器件共享,降低了体积和成本。该三端口变换器包括两个双向端口和一个隔离的单向输出端口,通过PWM+PFM的混合调制策略,可实现端口间功率流的灵活控制。与传统的移相全桥集成型三端口直流变换器相比,提出的变换器输入电流纹波小,可在宽电压和功率范围内实现一次侧开关管的零电压软开关(ZVS)和二次侧整流二极管的零电流软开关(ZCS)关断,开关损耗小,而且不存在占空比丢失、变压器直流偏磁等问题。研究了该三端口变换器的工作原理、工作模式和端口功率传输模式,并对其增益、软开关等特性进行了深入分析,最后搭建了一台500W的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性和理论分析的正确性。

开关电源的原理与设计

从电路工作过程的角度分析了开关电源的工作原理,提出了较为实用的设计计算方法.

开关变换器调制与控制技术综述

在归纳和总结开关变换器控制技术的基础上,根据电压、电流、电荷和磁通4个基本物理量,将控制技术划分为4类基本型控制(即电压型、电流型、电荷型和磁通型)和组合型控制。按照占空比实现方式的分类,存在两种基本的调制,即脉冲宽度调制和脉冲频率调制。指出开关变换器的控制技术是由"控制"与"调制"相结合而形成的。利用调制与控制结合的概念,系统地分析基本型控制和组合型控制的工作原理、本质特点、内在关系和优缺点,为开关变换器调制与控制技术的应用提供参考。根据对偶原理,将现有的控制技术拓展到输出恒流控制,并对其进行简要分析。

基于IW1696的LED驱动电源设计

在IW1696的芯片基础上3W的LED驱动电源是一种新的低成本的数字控制方案,能最大化反激变换器AC/DC的电源效率。这种智能数字方法的实现在一个控制器中高性能、低成本和高可靠性的综合利益。它引入了独特的多模式的PWM和PFM运作模式进行自适应基于负荷变化的供电电源。多模式的PWM/PFM控制大大提高了轻负载的效率和总平均效率,并且不会危害到其他系统性能。

大功率激光器开关电源

设计了一种高频大功率激光开关电源,建立了激光器开关电源主电路模型及buck电路的小信号控制模型。在PWM控制的基础上引入PFM控制,并设计出PFM与PWM的切换电路及外特性控制电路,实现了设计的控制要求,使整个控制系统具有PWM和PFM的双重优点。采用Matlab对其开环和闭环系统进行了仿真分析。最后通过整机实验验证了设计的正确性。

开关DC-DC变换器恒频定关断时间控制技术研究

针对固定关断时间(FOT)控制开关变换器开关频率随输入输出电压波动、增加开关电源损耗、不利于EMI滤波器综合设计等缺点,提出了一种基于输入输出电压反馈调节的恒频固定关断时间(CF-FOT)控制技术。通过增加输入输出电压反馈环路,使固定关断时间随输入输出电压动态调整,以确保开关频率恒定,从而消除了输入输出电压波动对开关频率的影响。PSIM仿真与实验结果表明,CF-FOT控制技术具有良好的可行性,提升了原FOT控制开关变换器的性能。

单管感应耦合式电能传输反馈系统的设计

针对传统感应耦合式电源存在体积大、成本高、效率低等缺点,以及存在原边感应线圈与副边感应线圈分离,使输出电压难以快速稳定等问题,本研究采用基于副边反馈信号联合变频+变占空比的控制方法,提出了一种单管感应耦合式电源,给出了单管ICPT系统结构,分析了该电源的谐振网络,同时对所提电源设计了一种无线反馈系统,为了验证设计的正确性,采用Saber仿真软件对ICPT系统进行仿真和电路实验。仿真实验结果表明,所提出的新型单管感应耦合式电源能够满足输出功率为1kW的设计要求,与传统的感应耦合式电源相比,体积小、成本低、效率高,而且采取基于副边反馈信号联合精准的变频+变占空比的控制方法,实现了输出电压的快速稳定。该研究对全桥和半桥感应耦合式电能传输电源具有一定的参考价值。

基于广义状态空间建模的串联谐振DC/DC变换器主动软开关控制策略

基于广义状态空间平均法,利用脉冲频率调制-脉冲宽度调制(pulse frequency modulation-pulse width modulation,PFM+PWM)调制提供的双自由度提出一种可以同时调节输出电压以及实现开关器件主动软开关的控制策略,可以根据器件主体损耗情况“主动”切换软开关模式,兼顾整体效率提升与负载调节范围的扩展。分析全桥型串联谐振直流变换器工作频率高于谐振频率时的3种运行模式,并通过谐振腔参数设计避免特殊断续电流模式的发生;通过广义状态空间平均法建立包含调制环节在内的系统基波截断小信号模型,其数值扫频结果与物理模型展现出极高的精确度,并能精确反映拍频极点;定义反映多输入多输出系统能控程度的灵敏度矩阵,依据此设计实现输出电压调节及主动软开关的双链路线性控制策略。MATLAB/Simulink仿真及样机实验验证表明,所提控制相比传统脉冲频率调制具备更高的整体效率以及更宽的负载调节范围。

开关电源的控制方式综述

开关电源高频化、模块化、数字化的实现,将标志着开关电源控制技术的成熟,简述了当前开关电源的控制技术,从模拟控制和数字控制两个方面着手,介绍了PWM控制,PFM控制,PWM-PFM控制,基于单片机控制和基于DSP控制等五种控制方式的特点,并分析比较了它们的优缺点和应用范围.

开关变换器调制技术的分类与综述

对开关变换器的调制技术进行了系统性的归纳与总结,并给出了5种分类方式,即恒频调制和变频调制、连续调制和离散调制、模拟调制和数字调制、线性调制和非线性调制,以及基本型调制和组合型调制。将脉宽调制（pulse width modulation,PWM）和脉频调制（pulsefrequency modulation,PFM）视为基本型调制,则其余的调制技术均可以认为是基于PWM和/或PFM的组合型调制。根据对偶性与相通性,系统地分析了基本型调制和组合型调制（包括脉冲序列调制、脉冲跨周期调制、正弦脉宽调制、空间矢量脉宽调制等）的原理和特点,揭示了各种调制技术的区别与联系,推断出了脉冲ON调制、正弦脉频调制、空间矢量脉频调制等新颖调制技术。最后,给出了综述结论与研究展望。

基于IW1810的LED开关电源设计

基于IW1810 设计了一款功率为6 W 的LED 开关电源. 电源采用数控技术,利用一次侧反馈,并在准谐振模式下操作,简化了电路结构,降低了成本,提高了稳定性;电源采用多模式的PWM / PFM 控制,大大提高了轻负载的效率和总平均效率. 测试结果表明：输入电压范围为85-265 VAC 时,电源能驱动6 颗LED 正常发光,工作稳定,满足输出电压17 V、电流350 mA、效率≥78%的设计要求.

用单个开关管实现1000W感应耦合式电能传输

针对传统半桥或全桥逆变式感应耦合电能传输系统具有主电路及控制电路复杂等特点,提出了一种单管感应耦合电能传输系统,该系统可以实现零电压开通和零电压关断,且在两种开关状态下都能实现电能由感应线圈原边向副边传递。建立了该系统的等效电路模型,对其进行了谐振分析,得出了实现零电压开通的理论临界条件,给出了调频控制方法的流程图。实验结果验证了方案的正确性。

基于电荷泵的低压启动高效率Boost DC/DC变换器设计

设计了一块将电荷泵的低压启动模块与Boost DC/DC升压模块集成在一起的芯片上,实现宽输入电压工作范围的电源管理芯片。介绍了该芯片的组成、各模块工作原理与设计,最后给出实验结果。在单电池供电的系统中具有一定的参考价值。芯片采用SMIC 0.5μm CMOS工艺设计并流片测试,在0.83 V的电源电压时,芯片能正常启动工作。在电压VIN=1.2 V,VOUT=3.3 V时,最大效率达到87%,所有电压和负载范围内效率不低于50%。

新型降压大电流车用DC/DC变换器

结合两种脉冲调制的特点,设计一种新型的新能源汽车用降压DC/DC变换器,提高了全负载情况下的效率,并进行多种低功耗设计,特别优化了轻负载时效率。对IGBT模块进行了零电流关断保护设计,控制器的PWM采用自反馈PID控制,PFM采用电压反馈控制,最大电流高达50 A。

一种多模式AC/DC控制芯片的设计

根据QR、PWM、PFM模式及绿色模式在特定负载下才具有高效率的特点,提出了一种多模式工作的准谐振反激式AC/DC控制芯片设计方案.通过分别控制导通时间与开关周期,并根据负载的轻重情况,芯片自动切换成4种工作模式.通过芯片内部的多模式功能,克服了准谐振模式在轻载及待机状态下效率较低的问题.整个芯片基于1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺设计.SpecterS的仿真结果表明:在全负载下实现模式的自动切换,具有较高的转换效率,适合使用于负载变化范围较大的AC/DC变换器.