應(yīng)用于降壓型DC-DC變換器的電流模數(shù)字控制器的設(shè)計.pdf

1、近幾年，智能手機、平板電腦等便攜設(shè)備的市場規(guī)模迅速擴大。由于電子設(shè)備的性能優(yōu)劣與電源的性能質(zhì)量有著直接的關(guān)系，因此對電源管理模塊的性能要求越來越高。電壓單環(huán)控制調(diào)節(jié)模式具有滯后性，而采用電流模雙環(huán)控制調(diào)節(jié)模式具有更快的響應(yīng)速度和更高的穩(wěn)態(tài)性能。同時，傳統(tǒng)模擬RC電感電流檢測技術(shù)由于無源RC元件的體積通常較大，難以集成在芯片上，且數(shù)字控制器無法通過模擬量實現(xiàn)控制，這給電流模數(shù)字控制策略在開關(guān)電源中的應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。
　　本文設(shè)計了一

2、種可用于降壓變換器的電流型雙環(huán)數(shù)字控制方案，包含電感電流采樣，及相應(yīng)的固定關(guān)斷時間控制環(huán)路，使得變換器可以實現(xiàn)更高的瞬態(tài)響應(yīng)。本論文所采用的電感電流檢測技術(shù)是基于DC-DC降壓型變換器主拓?fù)渌O(shè)計的，需要滿足電感電流檢測器中的時間常數(shù)大于變換器開關(guān)周期的條件，此方案的好處是電感電流檢測器完全是數(shù)字控制，且不受主拓?fù)鋮?shù)變化的影響。此外，外環(huán)電壓控制回路中的補償器是根據(jù)電流型降壓變換器的傳遞函數(shù)而設(shè)計的，其輸出端提供參考電流信號。緊接著固

3、定關(guān)斷時間控制模塊對檢測到的電感電流和參考電流進行比較處理，從而產(chǎn)生脈沖信號對變換器導(dǎo)通、關(guān)斷進行控制，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的目的。為了使得本文所設(shè)計的系統(tǒng)可以順利地進入穩(wěn)定工作狀態(tài)，在電路啟動階段加入軟啟動模塊。同時在外環(huán)數(shù)字控制回路中嵌入一個數(shù)字鎖頻環(huán)，其目的是為了解決脈沖控制方案中開關(guān)頻率在負(fù)載跳變時可能產(chǎn)生變化這一問題。最后，進行相應(yīng)的simulink仿真和FPGA測試。
　　本文使用FPGA搭建所設(shè)計的電流模數(shù)字控制的DC-DC