恒定导通时间控制Buck变换器研究

发布时间：2021-08-02 17:23

  为了保证便携电子设备高效、可靠的工作,需要其电压调节模块(Voltage Regulator Module, VRM)具有高轻载效率和快速的负载瞬态响应速度,传统脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)开关变换器控制技术,无法满足该要求。恒定导通时间(Constant On Time, COT)控制技术是一种脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)控制技术。与传统PWM控制技术相比,COT控制具有轻载效率高、瞬态响应速度快等优点,在工业界和学术界得到了广泛的关注和研究。但COT控制存在工作频率不固定、稳定性受输出电容等效串联电阻(Equivalent Series Resistance, ESR)影响及稳态精度差等问题。针对COT控制技术工作频率不固定的问题,本文提出了准定频导通时间(Quasi Constant Frequency Turn On Time, QCFOT)控制技术。详细阐述了QCFOT控制技术的工作原理及工作特性,并通过仿真结果,对比分析了QCFOT控制技术与COT控制技术和传统PWM控制技术。针对COT控制技术存在的稳定性问题,本文提出了恒定导通时间电容电流(Constant On Time Capacitor Current, CC-COT)控制技术。详细地阐述了CC-COT控制技术的工作原理,并深入研究了其工作特性。通过对其进行小信号建模,分析了其稳定性,并通过仿真结果对比分析了CC-COT与COT控制技术。最后,搭建了COT、QCFOT、CC-COT控制Buck变换器实验平台,实验结果很好地验证了理论分析和仿真分析。实验结果表明：与COT控制Buck变换器相比,QCFOT控制Buck变换器不仅继承了快速的瞬态响应速度,而且输出电压纹波更小且开关频率恒定；CC-COT控制与COT控制Buck变换器相比,在保持了快速的瞬态响应速度的同时,且稳态精度高,稳定性不受ESR影响。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王建华;张方华;龚春英;陈小平;;电压控制型Buck DC/DC变换器输出阻抗优化设计[J];电工技术学报;2007年08期

2 王金平;许建平;徐杨军;;恒定导通时间控制buck变换器多开关周期振荡现象分析[J];物理学报;2011年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王凤岩;快速瞬态响应电压调节器控制方法的研究[D];西南交通大学;2005年

本文编号：1195129