低壓大電流多相數(shù)字DC-DC轉(zhuǎn)換器的研究.pdf

1、數(shù)字電源是近年功率電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),由于其通用,靈活和可編程監(jiān)控的特點(diǎn)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注;另一方面,隨著CPU集成度的迅速提高,低壓大電流領(lǐng)域的VRM設(shè)計(jì)面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文將數(shù)字控制方法應(yīng)用于低壓大電流VRM設(shè)計(jì),在系統(tǒng)建模,電路實(shí)現(xiàn)以及驗(yàn)證測試上做了一些有益的工作。
　　 首先,在系統(tǒng)級對多相BuckDC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,在建立了功率級控制對象的模型之后,設(shè)計(jì)了數(shù)字PID控制算法,并在電壓模式下實(shí)現(xiàn)

2、了AVP特性,使用Simulink工具對控制器進(jìn)行了建模和仿真,結(jié)果表明采用AVP后改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性。
　　 接著,詳細(xì)討論了各模塊電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),采用標(biāo)準(zhǔn)AISC設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)了控制器的電路和版圖;設(shè)計(jì)了應(yīng)用于同步整流結(jié)構(gòu)的功率級驅(qū)動電路;提出了一種基于MOS管閾值電壓的基準(zhǔn)電壓源和基于電流驅(qū)動延時(shí)單元的時(shí)鐘發(fā)生電路,其中電壓基準(zhǔn)源電路已經(jīng)過Chartered0.35umCMOS工藝流片和測試
　　 然后,將這個(gè)控

3、制器應(yīng)用于低壓大電流DC-DC轉(zhuǎn)換器,設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的電壓調(diào)節(jié)模塊(VRM),其中數(shù)字控制器用FPGA實(shí)現(xiàn),在板級集成驅(qū)動器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及功率級分立元件,使用ATX電源提供12V直流輸入,在1MHz開關(guān)頻率下對。VRM的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了測試,實(shí)驗(yàn)表明系統(tǒng)在1ms內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定,輸出電壓0-1.6V,由8位VID碼設(shè)定,設(shè)置點(diǎn)誤差和紋波電壓均小于10mV,當(dāng)負(fù)載電流變化40A時(shí),輸出電壓變化為約80mV,并具有AVP特性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本上達(dá)