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,由于其通用,靈活和可編程監(jiān)控的特點引起了學(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)計面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)。本文將數(shù)字控制方法應(yīng)用于低壓大電流VRM設(shè)計,在系統(tǒng)建模,電路實現(xiàn)以及驗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)進行分析,在建立了功率級控制對象的模型之后,設(shè)計了數(shù)字PID控制算法,并在電壓模式下實現(xiàn)

2、了AVP特性,使用Simulink工具對控制器進行了建模和仿真,結(jié)果表明采用AVP后改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性。
　　 接著,詳細討論了各模塊電路的設(shè)計與實現(xiàn),采用標準AISC設(shè)計流程設(shè)計了控制器的電路和版圖;設(shè)計了應(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管閾值電壓的基準電壓源和基于電流驅(qū)動延時單元的時鐘發(fā)生電路,其中電壓基準源電路已經(jīng)過Chartered0.35umCMOS工藝流片和測試
　　 然后,將這個控

3、制器應(yīng)用于低壓大電流DC-DC轉(zhuǎn)換器,設(shè)計了一個完整的電壓調(diào)節(jié)模塊(VRM),其中數(shù)字控制器用FPGA實現(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的各項性能指標進行了測試,實驗表明系統(tǒng)在1ms內(nèi)達到穩(wěn)定,輸出電壓0-1.6V,由8位VID碼設(shè)定,設(shè)置點誤差和紋波電壓均小于10mV,當負載電流變化40A時,輸出電壓變化為約80mV,并具有AVP特性,實驗結(jié)果基本上達