一项基于多相直流转换开关技术的节能模块设计

发布时间：2021-08-08 07:26

　　目前处理器的供电单元大多采用高效能稳压模组（VRM）——多相直流转换开关模块。鉴于目前CPU的性能和功耗有着直接的关系。目前的CPU仍占据电脑主板的大部分功耗。如果此部分电路效率相对较低,无疑浪费很多电能。根据已知的条件选择恰当的器件和适当频率提高效率以外,其他在电路效率的提高方面已出现瓶颈。鉴于此现状,很多IC厂商都提供了自己的解决方案:一些公司IC（芯片）提供了轻负载情况下的Skip Mode（跳转模式）、Burst mode（触发模式）等模式。对于重负载,没有比较有效的解决方案。应运而生的——在不同负载情况下切换相数,改进并兼顾了以上轻重负载关系,成为提高效率的一种有效途径。本论文通过对VRM架构的研究分析,介绍了电路的主功耗元件。相比传统CPU供电模块,本论文设计采用了新技术——不同负载切换不同相数的VRM设计方案,实现动态负载具有高效率的优点。通过对相数切换的VRM电源模块设计以及对电路板效率的测试与分析,验证了此方案相比传统固定相数方案的优越性——整体节能效果明显。本论文实际设计了一项4相切换到8相的VRM电源模块。分析和设置了最佳切换相,并且通过理论软件仿真不同相数随负载... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 多相直流转换开关模块介绍
    1.2 研究背景及目前国内外现状
    1.3 论文主要工作及技术要点
    1.4 论文章节的组成
第二章 多相直流转换开关节能原理
    2.1 CPU 供电电路效率介绍
    2.2 多相直流转换开关技术
        2.2.1 电脑主板的电源基本架构
        2.2.2 VRM 的构成和功耗元件的介绍
    2.3 节能技术介绍
        2.3.1 CPU 自身节能
        2.3.2 CPU 外围供电节能
        2.3.3 节能技术方案
        2.3.4 切换相数提高效率方案
第三章 节能方案设计
    3.1 多相直流转换节能电路设计的整体架构
    3.2 控制IC 和驱动IC 的选择
    3.3 MOSFET 和电感电容的选择
        3.3.1 MOSFET 的选择
        3.3.2 电感的选择
        3.3.3 电容的选择
    3.4 电流感应网络的设计
    3.5 切换电路的设计
        3.5.1 理论仿真
        3.5.2 切换点设定
        3.5.3 切换相的选择
    3.6 补偿网络的设计
        3.6.1 补偿电路介绍
        3.6.2 补偿电路的计算
第四章 板级设计与实测
    4.1 流程图
    4.2 原理图
    4.3 PCB 版图
    4.4 测试条件和测试平台
    4.5 实测效率
    4.6 仿真与实测数据比较
第五章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表的论文
附录A 元件参数
附录B IC 和外围电路设计
附录C TypeIII 公式推导
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]同步整流技术及其在DC/DC变换器中的应用[J]. 沙占友,王彦朋,于鹏.  电源技术应用. 2004(12)
[2]同步整流器中MOSFET的双向导电特性和整流损耗研究[J]. 胡宗波,张波.  中国电机工程学报. 2002(03)
[3]开关电源的一种软启动时间常数计算方法[J]. 何益宏,梁春贤.  广西师院学报(自然科学版). 2000(02)



本文编号：3329508