降压型PWM DC-DC开关电源技术研究

发布时间：2017-05-12 06:11

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【摘要】： 电源半导体产品近期呈现快速增长趋势,甚至超过了数字处理器和存储器等半导体的增长速度。大部分增长来源于高容量电池供电的电子产品,如手机和数字音乐播放器。由于所有电子产品都需要有电源供电,所以电源管理技术变得至关重要。在这样的前提下,设计开发高效率、高频、小体积的DC-DC开关电源芯片,无论是从经济角度,还是从科学研究上来讲都是很有价值的。 本文介绍了DC-DC转换器各种拓扑结构及其工作原理,并重点分析了降压型DC-DC转换器在连续电流模式和非电流连续模式下的工作原理。描述了DC-DC转换器的控制方法,详细阐述了脉宽调制中电压控制模式和电流控制模式的基本原理,分析比较了它们各自的优缺点。同时还介绍了软开关技术、同步整流技术的概念和发展趋势,以及系统性能稳定性和补偿的相关知识。 本文设计了一款基于电压控制模式的PWM降压型DC-DC转换器,并重点分析了它的工作原理、系统结构。该DC-DC转换器子模块包括主电路、误差放大电路、比例积分控制电路、PWM比较电路,利用Candence EDA集成电路设计工具、Spectre仿真工具,从工艺参数、电源电压、负载电阻对输出的影响等方面,对电路内的各个模块进行了具体的设计和仿真。此外,采用SMIC 0.18μm 1P6M工艺对部分模块进行了版图设计。
【关键词】：DC-DC 脉宽调制 电压控制 软开关
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM564;TN86
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 开关电源的发展9-13
• 1.1.1 开关电源的发展历史10
• 1.1.2 全球电源产业发展状况10-12
• 1.1.3 国内电源产业发展现状12-13
• 1.2 开关电源的发展展望13-14
• 1.3 论文工作的主要内容14-17
• 第二章 开关电源原理分析17-31
• 2.1 DC-DC 转换器拓扑结构17-24
• 2.1.1 降压型DC-DC 转换器17-21
• 2.1.2 升压型DC-DC 转换器21-22
• 2.1.3 升压/降压型DC-DC 转换器22-23
• 2.1.4 Cuk 型DC-DC 转换器23-24
• 2.2 控制技术24-30
• 2.2.1 脉宽调制（PWM）24-26
• 2.2.2 脉频调制（PFM）26-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 软开关技术及系统性能研究31-43
• 3.1 软开关技术31-37
• 3.1.1 ZCS PWM 转换器33-35
• 3.1.2 ZVS PWM 转换器35-37
• 3.2 同步整流技术37-39
• 3.2.1 同步整流技术的概念37-38
• 3.2.2 功率MOSFET 的分析38
• 3.2.3 同步整流技术的发展趋势38-39
• 3.3 DC-DC 开关电源的系统稳定性和补偿39-42
• 3.3.1 系统稳定性的判定依据39-40
• 3.3.2 补偿网络的分析40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 降压型PWM DC-DC 转换器的电路设计与仿真43-55
• 4.1 基本原理与系统结构43-44
• 4.2 电路设计44-50
• 4.2.1 主电路45-46
• 4.2.2 误差放大器46-48
• 4.2.3 比例积分电路48-49
• 4.2.4 脉宽调制电路49-50
• 4.3 主电路参数选择50-51
• 4.3.1 工作频率的选择50-51
• 4.3.2 电感的选择51
• 4.3.3 电容的选择51
• 4.4 系统仿真与版图设计51-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 总结55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 作者在硕士期间参加的课题和发表的论文62-63

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 石志涛;张进秋;岳杰;刘义乐;;磁流变阻尼器的电流驱动器设计与实验研究[J];机械与电子;2012年06期

2 李尚坤;;一种矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计[J];工矿自动化;2012年05期

3 仇傲;李源;刘西恩;肖兵;;随钻电源系统设计[J];电子测试;2012年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 安磊;可外同步的大电流Buck型DC/DC变换器的设计研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 王浩然;高效DC/DC转换器的系统建模及环路补偿研究[D];西安电子科技大学;2011年

3 冯悦;电机平台用DC/DC变换器[D];北京交通大学;2011年

4 甘颖;太阳能光伏逆变器总体供电电路的设计及研究[D];电子科技大学;2011年

5 次刚;基于交直流切换的开关电源设计[D];电子科技大学;2011年

6 李成杰;LPWM控制两相电磁搅拌电源的研究[D];内蒙古科技大学;2010年

7 詹春娟;基于Buck电路的电动汽车智能充电系统的研究[D];华东交通大学;2011年

8 于乐;DC-DC变换器软开关技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

9 沈科杰;高效LED恒流驱动开关电源研究[D];浙江理工大学;2011年

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本文编号：358954