峰值电流控制模式BOOST DC-DC变换器的斜坡发生器的设计

该文简要分析了峰值电流控制模式中斜坡补偿的基本原理和设计问题，对基本的充放电振荡器电路进行了改进和优化设计，设计了适用于恒频峰值电流模式BOOST DC-DC变换器斜坡补偿电路中的CMOS定时斜升波发生器电路．     

基于峰值控制的交错Boost变换器建模与设计

交错Boost变换器作为中大功率开关电源前级PFC技术的核心部分,其数学建模对开关电源的设计至关重要。本文基于峰值电流控制技术,提出了一种交错Boost变换器的建模与设计方案。运用时间平均等效原理,导出了该方案的完整交流小信号模型,设计了控制器补偿网络,并制作了一台800 W的实验样机。测试结果表明,该方案具有峰值限流好、动态响应快、输出电压波动小等优点。     

提高峰值电流模DC/DC带载能力的限流设计

提出了一种新颖的提高峰值电流模DC/DC带载能力的限流设计,将斜坡补偿的采样电流放大信号与斜坡补偿的正温度系数电压信号相比较,代替传统的固定电压限流,消除斜坡补偿对带载能力的影响,并对采样结构的正温度特性进行温度补偿,提高了DC/DC转换器带载能力.该电路基于TSMC的0.25μm BCD工艺设计,投片测试结果表明:占空比在10%～80%变化时,电感电流最大值相对变化量小于5%;温度在-40～120℃变化时,电感电流最大值相对变化量小于6.5%.     

BUCK/BOOST转换器小信号建模与稳定性分析

利用电感电压平均近似和电容电流平均近似的方法,建立了连续模式(CCM)下电压控制型BUCK/BOOST结构DC/DC转换器的线性模型,实现了非线性向线性模型的转化.采用此模型得到的控制到输出的传递函数与采用状态空间方法得到的传递函数一致;在此基础上基于Matlab工具对不同补偿网路的频域特性进行了仿真,仿真结果表明双极点、双零点补偿后的系统稳定性能最好.利用Hspice时域仿真验证了频域分析结果的正确性.     

正负序电流控制对电压源型变换器谐波稳定性的影响研究

为了保证电压源型变换器在非对称电网下正常工作,其电流控制中需包含正序电流控制和负序电流控制.在建立电压源型变换器阻抗模型的基础上,研究并对比基于延时的正负序分解法和基于二阶广义积分器的正负序分解法对电压源变换器谐波稳定性的影响.研究结果表明,与基于二阶广义积分器的正负序分解法相比,基于延时的正负序分解法将引入更高的不稳定性风险.时域仿真结果验证了本文理论分析的正确性.     

峰值电流型DC-DC Boost变换器斜坡补偿技术优化

以峰值电流型DC-DC Boost变换器为模型,针对无斜坡补偿时变换器出现的次谐波振荡不稳定现象以及固定斜坡补偿降低了参考电流和输入功率等问题,提出优化补偿策略。对无斜坡补偿、固定斜坡补偿、优化斜坡补偿进行分析,分别推导出其参考电流和电感电流平均值的表达式。通过仿真和对比实验验证了理论分析的正确性及所提出优化补偿策略的有效性。     

DC/DC变换器电流模式数字控制电路研究

针对电压控制型开关电源是一个二阶的有条件的稳定系统,响应速度慢,稳定性不够,因此可在电压单闭环控制基础上增加电流控制环,形成双闭环控制系统,以提高系统的响应速度和稳定性.本文通过分析电流模式数字控制电路的静态和动态特性,建立了数字控制电流型PS-FB ZVS PWMDC/DC变换器闭环小信号模型和小信号传递函数模型,在...     

一种新型升压变换器的IC设计

针对便携式电子产品电源功耗过大而降低了电池寿命的问题,设计了一款高带载能力、高效率的电流脉宽调制模式的升压型DC-DC变换器控制芯片.通过采用可提高带载能力的分段线性斜波补偿技术,解决了传统开关DC-DC变换器在脉冲宽度调制(pules width modulation,PWM)信号占空比大于0.5时的斜波补偿导致芯片带载能力下降的缺陷;同时,芯片设计了新颖的峰值电流检测电路,有效减小了芯片面积,提高芯片的转换效率.     

零电压开关PWM变换器补偿网络的研究

对全桥零电压开关PWM变换器(ZVS-PWM)进行小信号分析,通过ZVS-PWM小信号等效电路模型,建立最优控制模型.通过举例对全桥零电压PWM开关电源的补偿网络参数进行最优化计算.仿真结果验证了该方法的有效性.     

电流型单端初级电感变换器的不稳定性与分岔控制

基于电路平均和平均开关建模法,建立了连续模式下电流型单端初级电感变换器(SEPIC)的大信号模型.采用几何方法分析了稳态占空比对电流内环的影响,讨论了电路参数对系统稳定性的影响,并对不稳定区域中的非线性现象进行了仿真研究.理论及数值结果表明,当稳态占空比大于0.5时电流内环会变得不稳定,系统将呈现出分岔及混沌现象.基于斜坡补偿思想抑制了系统分岔的发生,扩大了系统的稳定区域.该方法不仅有助于系统参数的设计,同时也给系统稳定域边界的预测提供了一种有效的途径.     

基于电流模电路的CMOS模拟乘法器设计

以基本电流模电路为基础,分别对两种常用工艺,即双极性和CMOS工艺的电流平方电路进行了分析。它们分别由跨导线性环和电流镜基本电路构成。主要对CMOS器件构成的电流平方电路进行了设计与分析。最后设计了一种以MOS电流平方电路为主要模块的乘法器电路,实现了电流信号的相乘运算,并通过仿真验证了结果的正确性。     

电流型DC-DC变换器补偿网络设计

针对电流型DC-DC变换器分析了三种经典的补偿网络设计,并给出了三种补偿网络的传递函数。结合单路输出电流型单端正激DC-DC变换器设计满足一定要求的三种具体补偿网络。应用网络分析仪Agilent4395A实测引入三种补偿网络后的频域性能。在负载50%—100%跃变时实测引入三种补偿网络后的时域性能。通过分析对比引入三种补偿网络后的频域和时域特性,总结分析结果给出了三种补偿网络的特性表。     

峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路设计

在分析引起电流控制模式升压型DC-DC变换器产生亚谐波振荡的因素的基础上,阐述了斜坡补偿原理,采用UMC 0.6μm BiCMOS工艺设计了相应斜坡补偿电路,HSPICE仿真结果表明所设计的斜坡补偿电路所产生的补偿信号满足斜坡补偿的要求,可用作电流控制模式升压型DC-DC变换器的斜坡补偿信号.     

准谐振变换器的建模与性能分析

以Boost式零电流开关准谐振变换器(ZCS—QRCs)为例，论述了准谐振变换器的工作原理．利用基于电路拓扑的简化分析技术建立了非线性动态电路模型，并对其电压转换比在不同负载下与开关频率的关系曲线进行了分析．结果表明，要在不同负载和不同输入电压下得到符合要求的输出电压，需采用全波模式下的脉冲频率调制策略．另外，对输出电压的阶跃响应曲线进行仿真分析，该模型易于利用MATLAB软件仿真，结果具有大信号瞬态响应曲线．     

峰值电流升压型PWM变换器内部补偿网络设计

分析了峰值电流升压型PWM变换器环路中极零点补偿对稳定性的影响.根据补偿原则,采用电容等效乘法电路,设计了一种应用于峰值电流升压型PWM变换器的内部补偿网络.利用模拟乘法电路的等效倍增功能,实现了补偿电容的最小化,使内部补偿成为可能.仿真结果表明:该补偿网络使变换器具有高稳定性,补偿后,输出电压的波纹很小,输出纹波电压仅在±8 mV范围内抖动,满足电压稳定输出的性能要求.     

MOS电流模逻辑电路的设计方法和流程

本文主要介绍了MOS电流模逻辑电路的特点与整个设计流程中主要的要点和方法,以便今后在设计过程中引起人们对于MOS晶体管使用的重视。     

MOS电流模逻辑标准单元设计方法

分析了一种基于二叉判定图算法的MCML标准单元的设计方法。仿真分析采用SMIC0.18 CMOS标准工艺对电路进行晶体管级仿真。     

三电平直流变换器全模式小信号建模和控制器设计

为了设计性能优良的直流变换器稳压输出控制器,在分析三电平H桥直流变换器的电路拓扑和移相PWM原理的基础上,分别给出了一个开关周期内电流连续模式(CCM)和电流断续模式(DCM)下变换器的所有工作模态,并基于状态空间平均法和开关网络平均法建立了变换器在两种模式下的小信号数学模型,并通过仿真验证了模型的正确性.基于小信号数学模型,设计了三电平H桥直流变换器的双闭环模式自适应比例积分(PI)控制器,并结合传统双闭环PI控制器进行了对比试验研究.结果表明:模式切换是造成系统输出动态性能不好的原因,而新型控制器能够通过模式检测实时调整控制器参数,所以比传统控制方法在突然加载过程中的输出电压最大跌落减小46.6％,动态性能得到提高.     

平均电流型并联Buck变换器的建模及滑模控制

根据DC/DC变换的基本原理,在连续导通模式下,依据状态空间法建立了并联Buck变换器的数学模型,在此基础上对变换电路构建了仿真模型。仿真结果与理论分析一致,表明了建模方法的正确性。基于该模型设计了一种并联DC-DC变换电路均流控制器,该控制器使用滑模控制法实现输出电流均流和输出电压调节,仿真结果表明该控制器提高了并联变换器的动态性能,输出电压对负载扰动鲁棒性更强,输出电流均流效果较好。     

宽带电流模形式PHEMT前置放大器设计

设计并实现了基于0.2 μm PHEMT工艺的宽带电流模形式前置放大器.前置放大器将光电二极管产生的电流信号放大并转换为差分电压信号.电路为共栅结构,输入电阻小,减小了光检测器寄生电容对电路带宽的影响.设计时采用了电容峰化技术,可获得比普通共栅结构更宽的带宽.后仿真结果为,在单电源5 V,输出负载50 Ω的条件下,该前置放大器的跨阻增益为1.73kΩ,带宽可达到10.6 GHz,同时具有低噪声和较宽的线性范围,芯片面积为607 μm×476 μm.测试结果表明,此前置放大器可以很好地工作在10 Gbit/s速率上.