浮動(dòng)?xùn)艑捙c柵壓Buck變換器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著全球能源短缺與人類對能源需求不斷增加的矛盾日益激化，尋找新能源作為替代和提高能量使用效率成為當(dāng)今的兩大難題。由于電能是人類最廣泛使用，也是最直接使用的能源形式，故提高電能使用效率是一種最為有效的方式。隨著近些年來手持電子設(shè)備一路走俏，如何延長手持設(shè)備的待機(jī)時(shí)間成為了人們的關(guān)注熱點(diǎn)。而且手持設(shè)備待機(jī)時(shí)長時(shí)間處于輕載下，使得研究如何提高手持電子產(chǎn)品的電能使用率，尤其在輕載使用效率顯得意義重大。
　　本文著眼于雙N型功率管Buck

2、DC-DC效率提高技術(shù)，提出的功率管驅(qū)動(dòng)具有浮動(dòng)?xùn)艑捄蜄艍汗δ堋Ｍㄟ^理論建模分析Buck變換器的損耗來源，并針對其中的主要損耗來源：柵驅(qū)動(dòng)損耗和導(dǎo)通損耗進(jìn)行優(yōu)化。總損耗是關(guān)于功率管柵驅(qū)動(dòng)電壓Vgs和導(dǎo)通柵寬W的二元函數(shù)。在不同負(fù)載下，尋找損耗最小點(diǎn)所對應(yīng)Vgs和W組合即是在該負(fù)載下最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)方案。依據(jù)此規(guī)律提出三段式浮動(dòng)?xùn)艑掤?qū)動(dòng)：隨負(fù)載降低，導(dǎo)通段數(shù)降低，在導(dǎo)通最后一段時(shí)，開啟浮動(dòng)?xùn)艍耗Ｊ健１疚脑O(shè)計(jì)思想：根據(jù)預(yù)先離線設(shè)定的浮動(dòng)?xùn)艑捙c柵壓

3、和負(fù)載的查找表關(guān)系，利用峰值電流模（Peak Current Mode，PCM）環(huán)路中負(fù)載電流的信息，相應(yīng)地開啟分段數(shù)和調(diào)整柵壓值到達(dá)優(yōu)化總損耗的目的。
　　本文首先對Buck變換器的損耗進(jìn)行建模分析，論證這最優(yōu)化驅(qū)動(dòng)方案的存在，并在此基礎(chǔ)上得出負(fù)載電流與驅(qū)動(dòng)方案的關(guān)系。然后結(jié)合PCM控制模式，完成了電流采樣模塊，PWM比較器模塊，分段控制模塊，以及浮動(dòng)?xùn)艍候?qū)動(dòng)模塊等的設(shè)計(jì)，并給出了設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及模塊的仿真結(jié)果。最后給出了整體系統(tǒng)的