数字DC-DC变换器中DPWM的设计

发布时间：2017-11-07 21:06

  本文关键词：数字DC-DC变换器中DPWM的设计

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【摘要】：随着人们生活信息化水平的不断提高,高性价比、智能化、便携式的电子产品逐渐成为了消费类电子的主流产品,小功率的DC-DC开关电源在其中有着广泛的应用。近年来,数字控制方式以其更高的性能、更灵活的控制策略,更低的功耗受到了广泛的关注,D C-DC数字开关电源同样也成为了电源领域的学科热点。本文主要对Buck型DC-DC数字开关电源进行了系统行为级建模,重点研究设计了11位的混合抖动型DPWM模块,并完成了其数字实现和FPGA验证。论文首先对Buck型拓扑进行了原理分析,并利用状态空间平均法对其进行建模,选取了合适的电容电感电阻参数。此外,根据系统指标选取了8位ADC精度。为避免极限环效应,设计了11位的DPWM模块,并利用PID算法的思想设计了数字补偿器模块。最终实现了数字电源系统在MATLAB中的行为级建模。DPV VM模块是本文的重点内容,在分析比较多种传统结构的优劣之后,本文基于FPGA设计了混合抖动型DPWM结构。通过1位移相3位抖动设计,平衡了功耗和面积,以较低的输入频率实现了较高的输出精度。本数字电源系统在MATLAB中的仿真输出电压为1.503V,纹波电压为10mV,符合设计指标,并留有一定余量,证明了11位的DPWM结构符合本文的设计要求。在此基础上,用Altera公司研发的Stratix Ⅲ系列芯片EP3SL150F1152C3和数字示波器对DPWM模块进行测试,证明了模块功能正确。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 孙路;陆亭华;赵继敏;;BUCK变换器状态空间平均法建模与闭环仿真[J];电气自动化;2014年04期

2 葛茂艳;谢利理;吴喜华;;非理想Buck变换器的建模及仿真[J];计算机仿真;2010年04期

3 白永江;冯维一;杨旭;王兆安;;高精度数字PWM的实现——数字“抖动”[J];电力电子技术;2007年08期

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本文编号：1154102