基于能量模型的優(yōu)化PSM控制電路的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、目前，在功率集成電路（PIC：Power Inregrated Circuit）中廣泛采用了脈沖跨周期調(diào)制模式（PSM，Pulse Skip Modulation），可以克服脈沖調(diào)寬調(diào)制模式（PWM：Pulse Width Modulation）輕負(fù)載情況下變換效率較低、脈沖調(diào)頻調(diào)制模式（PFM：Pulse Frequency Modulation）頻譜分布隨機的缺點。大量研究和仿真表明，該調(diào)制模式具有輕載時效率高、響應(yīng)速度快、魯棒性強

2、、電路易于實現(xiàn)等特點。但 PSM也有其不足之處：輸出紋波較大，且易引入音頻噪聲。
　　本論文對Boost開關(guān)變換器建立了普適性的能量平衡模型（EBM：Energy Balance Model）?；诖四芰科胶饽Ｐ头治隽私?jīng)典PWM變換器的分叉參數(shù)規(guī)律和PSM變換器的穩(wěn)定性，并對優(yōu)化PSM控制策略運行規(guī)律進(jìn)行了分析。完成具有優(yōu)化PSM控制策略的升壓變換器控制芯片設(shè)計、版圖、流片和測試。
　　本文主要工作包括以下幾個方面內(nèi)容：

3、r>　　1）對工作于DCM模式的PSM變換器變換效率及輸出電壓紋波進(jìn)行研究，并與相同條件下的PWM和PFM變換器模式性能進(jìn)行比較。
　　2）基于Boost變換器的能量平衡模型，分析PWM變換器的分叉和混沌現(xiàn)象，提出了能量量綱下PWM變換器的穩(wěn)定性判據(jù)，并將各個分叉參數(shù)在能量模型下達(dá)到統(tǒng)一的表達(dá)。
　　3）基于Boost變換器的能量平衡模型，分析PSM模式和優(yōu)化PSM模式的特點，并分析驗證了PSM變換器的穩(wěn)定性和優(yōu)化PSM變換

4、器的低輸出電壓紋波。
　　4）根據(jù)紋波大小和輸出負(fù)載范圍選擇了優(yōu)化 PSM控制模式的中間占空比。設(shè)計了實現(xiàn)優(yōu)化PSM控制芯片部分關(guān)鍵子電路模塊，包括電流檢測和電流極限比較器。
　　5）參與設(shè)計了采用優(yōu)化 PSM控制策略的控制芯片（PSM501），采用0.5μm2P3M Mixed-Signal CMOS工藝，在CSMC（無錫華潤上華）流片。對芯片進(jìn)行了封裝和測試，輸出電壓3V，輸出電壓紋波小于30mV，變換效率在整個負(fù)載范圍