数字DC-DC电源芯片控制环路设计文献综述

 2022-09-22 11:52:56

  1. 文献综述(或调研报告):
  2. 同步整流BUCK电路原理:

开关电源相对于LDO来说具有输出电流大以及效率高等优点。由下图可以看出buck电路的损耗除了电感内阻、以及开关管SW的损耗(开关损耗、导通损耗)外还有二极管存在一定的损耗,在电压输入输出电压较大的情况下可以暂时不进行考虑,但是在低电压场合,如输出1.8V的情况下,二极管的导通压降(0.6V)导致的损耗会导致输出电源转化效率急剧下降,就不能进行忽略二极管的损耗(即使是使用肖特基二极管也不能忽略)。为解决这个问题,使用buck同步整流技术将是一个很好的解决办法。[1][2]

同步整流buck电路图如下:

同步整流结构:用功率MOSFET替代整流二极管,可以提高BUCK转换器效率。

BUCK变换器的输出电压平均值总是小于输入电压。

当流过电感的电流在每个周期不会降为0时,定义变换器工作于连续导通模式。

输入电压与输入电压的关系式为:Vo = D*Vin [3][4]

  1. 数字环路控制方法:

开关电源在正常工作时,负载在受到外界的干预时会产生波动,如何保证在负载波动的条件下输出的稳定需要控制理论的知识来解决。[5]在设计开关电源应用到的控制模式主要分两种:一种是监测输出电压,调节PWM占空比,保证输出电压的稳定,即电压控制。另一种是在监测电压的同时加入电流监测,调节PWM占空比,即电流控制模式。选择什么样的控制模式需要根据具体的负载对象进行考量,纯粹的电压控制或者电流控制模式不能适用于各种特定类型的负载。[6][7]

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