原邊反饋反激變換器的高效率數(shù)字多模式控制設計.pdf

1、數(shù)字原邊反饋反激變換器憑借其低成本、高精度、高集成度、復用性與靈活性強等優(yōu)點，在中小功率便攜式充電器中獲得廣泛青睞。在能源日益緊缺的背景下，提高電源效率、尤其是輕載時的轉換效率，成為電源設計中刻不容緩的要求，而多模式控制可以根據(jù)負載狀態(tài)合理地選擇不同的控制模式以提高轉換效率，因此，多模式控制設計成為電源管理芯片中的研究熱點。
　　本論文給出了一種適用于原邊反激變換器的數(shù)字多模式(PWM/PFM/NPSM/DPFM)控制設計，有效提

2、高了全負載范圍內、尤其是輕載條件下的系統(tǒng)轉換效率。本文首先介紹了原邊反饋反激變換器的基本工作原理，分析了現(xiàn)有多模式控制方案的優(yōu)缺點;然后設計了一種適用于原邊反饋反激變換器的NPSM控制方案，可在避免音頻噪聲的基礎上有效地提高輕載效率;詳細研究了NPSM控制模式下輸出電壓的紋波問題，并對各損耗源進行分析與建模;基于所建立的效率模型對數(shù)字多模式控制中各個功能模塊進行具體設計，重點為分段NPSM模式所控負載范圍設定、多模式控制的實現(xiàn)與切換、自

3、適應谷底導通的實現(xiàn)，并對Verilog代碼進行仿真;最后，對整體設計進行系統(tǒng)測試，驗證其可行性與正確性。
　　測試結果表明:本文所設計的數(shù)字多模式控制方案，可以實現(xiàn)5V/1A原邊反饋反激變換器的基本功能，實現(xiàn)準確采樣、谷底導通與多模式之間的穩(wěn)定切換，恒壓精度為±0.9％，輸出電壓紋波小于90mV，峰值效率為80.13％，平均效率為79.54％，10％負載效率為74.61％，待機功耗不超過47mW，無音頻噪聲，基本滿足設計指標的要求