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%。

Boost型PWM整流器并联环流机理分析及抑制策略

对Boost型脉宽调制(PWM)整流器的并联环流产生机理进行了详细分析。通过在αβ0坐标系下建模,将环流划分为共模环流、差模环流、高频环流3类,揭示了各类环流的影响因素。在此基础上,基于比例谐振调节器,针对差模环流和共模环流分别设计了独立控制器。由于αβ0坐标系不需要电网相位信息,因此该控制策略能够省略锁相环节,简化计算量和控制结构。在600kVA对拖平台上进行了实验,验证了机理分析的正确性与控制策略的有效性。

一种新颖的PWM开关电源控制技术

提出了一种新颖的脉宽调制(PWM)控制技术,该技术将误差放大器和PWM比较器归结为一个求和比较器来实现对电流模开关稳压器的自适应控制,使系统变得简洁,降低了成本,有利于集成。成功将该求和比较器应用于一款典型输入为5V典型输出为15V的升压型开关稳压器中,且稳压器采用低损耗的电流检测网络对峰值电流进行采样,减小了功耗。采用0.6μm30V Bi CMOS工艺,经Hspice仿真验证,结果表明稳压器的输出电压纹波在±7mV之间摆动,输出电压精度为±1.5%。

一种PWM/LDO双模同步降压型稳压器的设计

设计了一种新颖的外部同步信号控制PWM/LDO双模系统,用来提高系统在轻载下的性能。介绍了整个系统的整体框架和功能,并对切换电路进行了详细的分析与设计。在此基础上,基于华润上华0.5μm CMOS工艺,使用Cadence对整体电路进行仿真验证。结果表明,系统输入电压Vin的范围为3.6~6 V,输出电压VO为3.3 V,PWM信号工作频率为1.2 MHz,PWM模式下纹波小于30 mV,LDO模式下最大负载电流为50 mA、纹波电压小于10μV,在20 mA^1.2 A负载范围内,系统效率保持在80%以上,PWM/LDO双模切换稳定时间小于60μs。

基于PI+重复控制功率因数可调的电流型PWM整流器

针对PWM整流器电压应力大、功率因数以及直流量控制复杂的问题,提出一种基于“PI+重复控制”的功率因数可调的三相电流型PWM整流器,其控制系统外环采用PI控制来稳定直流侧电流,内环采用改进的“PI+重复控制”调节网侧输入电流.首先给出三相电流型PWM整流器主电路的拓扑和滤波元件参数设计,然后对控制系统进行了建模分析与设计,最后利用Matlab/Simulink软件进行仿真实验.仿真结果表明,采用“PI+重复控制”的复合策略可以实现通过改变内环参考电流的相位改变功率因数,同时保证交流侧输入电流的高正弦度与输出直流侧电流的稳定.

A Dual-Mode Step-up DC/DC Converter IC with Current-Limiting and EMI Reduction Techniques

This paper presents a novel dual-mode step-up （boost） DC/DC converter. Pulse-frequency modulation （PFM） is used to improve the efficiency at light load. This converter can operate between pulse-width modulation （PWM） and pulse-frequency modulation. The converter will operate in PFM mode at light load and in PWM mode at heavy load. The maximum conversion efficiency of this converter is 96%. The conversion efficiency is greatly improved when load current is below 100 mA. Additionally, a soft-start circuit and a variable-sawtooth frequency circuit are proposed in this paper. The former is used to avoid the large switching current at the start up of the converter and the latter is utilized to reduce the EMI of the converter.

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。

单相电压型准阻抗源AC-AC变换器

为了克服传统AC-AC变换器的不足,提出一种新型的电压型准阻抗源AC-AC变换电路。研究了电路基本结构、工作原理,采用脉冲宽度调制(PWM)法对电路进行总体控制改变输出电压,给出了Matlab/Simulink下系统电路的仿真结果,最后在仿真的基础上利用TMS320F2812搭建了实验电路。实验结果验证了电路结构的可靠性和可行性。

一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计

设计了一种以电流型PWM控制器UC3842芯片为核心的高频单端反激式开关稳压电源。基于信号流程和电路功能模块划分,利用三端稳压器TL431配合新器件UC3842实现了对电源电压的控制和稳压输出。分析了新型开关电源的设计原理、各组成模块的功能以及工作过程。为了满足设计电源的电磁兼容性和安全性要求,设计利用低通滤波扼制了传导干扰,采用光耦器件PC817实现了输入/输出的隔离和反馈,并在电源电路中加入了热敏电阻、压敏电阻以及过压、过流保护等保护措施。实验测试结果表明:所设计的电源具有稳压性能优良,纹波小,电压调整率、负载调整率高等优点。

矿用直流电机车斩波调速系统励磁方式研究

为了研究不同励磁方式对采用脉冲宽度调制(PWM)斩波调速系统的矿用直流电机车的运行性能,以探究更适于矿用直流电机车作业条件的励磁方式,建立了电机车PWM斩波调速仿真模型,并结合矿用直流电机车运行条件,对其在3种不同励磁方式下的运行性能(包括启动性能、调速性能、动态性能)进行了仿真和比较。仿真结果表明:他励方式的矿用直流电机车更加适用于额定负载长距离运输;串励方式的矿用直流电机车较适用于频繁启动和要求功率为定值的场合。研究结果对矿用直流电机车斩波调速系统的应用和学习提供理论指导和借鉴。

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.

高效率、低电压输出开关稳压器VT101/102

介绍了Ｖｏｌｔｅｒｒａ半导体公司新型高效率、低电压输出开关稳压器ＶＴ１０１／１０２及其应用电路。

用于电压模式的DC-DC转换器的前馈电路

提出了一种应用于电压模式的DC-DC降压转换器的前馈电路。传统DC-DC中,工作状态的变化,通过输出端反馈后才能对占空比做出调整;输入电压跳变时,调整时间就比较长。通过引入输入电压前馈通路,克服了传统结构调整时间过长的缺点。该电路应用在一种高效率、低功耗双模式DC-DC降压转换器芯片中,芯片采用CSMC公司的0.5μm CMOS混合信号工艺设计和流片。实际测试结果表明在反馈环路中引入前馈支路后,没有影响系统环路的稳定性,而使线性调节性能(Line Regulation)得到显著的改善。

一种动态调节前沿消隐电路

基于原边反馈反激变换器结构,提出了一种适用于PWM、PFM调节模式的动态调节前沿消隐电路。首先,当系统工作在PWM或PFM模式时,分别检测输出电流信息和系统工作频率,产生动态调节的前沿消隐信号,避免了辅助绕组高频振荡导致的膝点电压误采样。其次,通过动态调节前沿消隐时间,减小了全负载范围内膝点采样电路的功耗。设计的原边峰值电流采样电路能获得输出电流信息和系统工作频率信息,避免了反激变换器工作条件变化时前沿消隐时间非线性调节导致的膝点电压误采样。基于0.18μm BCD工艺对电路进行设计。仿真结果表明,该电路产生的动态调节前沿消隐时间误差的最小值为4%。

一种多模式高效率单片同步BUCK型DC-DC变换器

提出了一种可在两种控制模式下工作的峰值电流模式单片Buck型同步DC-DC变换器,在突发模式(Burstmode)下应用了动态部分关断技术(DPSS),使整个芯片的静态电流降低到63.5μA,并在宽负载范围内都有较高的效率.提出了一种适用于两种控制模式的电流检测和斜坡补偿叠加电路,提高了动态响应速度.该变换器采用0.8μm汉磊BCD工艺模型仿真,验证了设计的正确性.在4.2V转换1.5V的条件下,突发模式时,转换效率为84%;PWM模式时,转换效率为75.8%.在4.2转换到3.3V时,芯片能达到95.2%的最高转换效率,此时负载电流150mA.

一种高效率升压型DC-DC转换器设计

设计了一种基于PWM/PFM调制模式的全负载高效率升压型DC-DC转换器。根据负载不同,实现PWM和PFM模式的自动切换。轻载时,进入PFM模式,降低开关损耗,并加入电感峰值限流,减小输出电压纹波。在DCM状态下,利用休眠模式电路,降低静态功耗,同时提出一种抗振铃电路,进一步提升轻载转换效率。芯片实测结果表明,1 mA轻载条件下,效率依然达到91.6%,输出电压纹波约为6.6 mV。全负载最高效率可以达到93.1%。

高频高压发生器逆变电路的控制方法

高频高压发生器是X线设备的核心部件之一。根据西班牙SEDECAL、美国QUANTUM、日本SHIMADZU与加拿大CPI四大公司生产的高频高压发生器的高压主回路逆变电路,结合高频高压发生器主电路的结构,分析了串联谐振逆变电路的各种控制方式及特点。它将为该类设备的维修、维护提供相应的技术指导。

通信转换接口的程控开关电源

介绍了一种测井仪器程控开关电源的设计,给出了设计方案、电路设计等;设计中根据技术指标,可调电源采用脉冲频率调制方法解决了直流输出电压大范围可调的实际需求,稳压电源采用脉冲宽度调制方法提高电源使用效率,稳定供电;实际测试时通过高温试验即工作环境150℃长时间工作,证明了此设计方法的可行性。

一种高速高精度PWM开关电源控制新技术

把误差放大、限流比较和锯齿波补偿这 3个环节归结为一个控制环节 ,提出了一个结构简单的 CMOS求和比较器来实现电流模式的脉冲宽度调制 (PWM)型 DC/ DC开关电源的自适应控制 ,使原来无法实现自适应控制的、复杂的控制结构得以简化。并把该求和比较器结构用于一个具体的输出电压为 3.3V的降压型开关电源系统中 ,经 HSPICE模拟证明 ,当负载电流在 0 .0 7～ 8.0 0 A的大范围变化时 ,输出纹波电压只有± 10 m V,精度达到 1%以上。提出的控制思想和结构 ,可以应用于各种高精度的 DC/

一种单片高效开关DC/DC转换器的设计与实现

提出了一种针对便携式电子产品的高效单片开关DC/DC转换器.采用固定关断时间PWM控制方式代替传统的固定频率PWM控制方式,转换器的开关频率和开关电流损耗随输入电压减小而降低,弱化了转换效率随电池电压下降而降低的趋势;除一般PWM/PFM供电模式外,该转换器增设了LDO供电模式以降低转换器的最小输入电压,提高了电池使用效率;另外,该转换器采用既能消除开关管与同步整流管瞬通电流损耗、又能消除其驱动缓冲级瞬通电流损耗的"嵌套"死区缓冲器.仿真结果表明,该转换器转换效率高达95%.转换芯片以0.5μm2P3M Mixed Signal CMOS工艺流片,实测效率达91%.