浮動柵寬與柵壓Buck變換器研究與設計.pdf

1、隨著全球能源短缺與人類對能源需求不斷增加的矛盾日益激化，尋找新能源作為替代和提高能量使用效率成為當今的兩大難題。由于電能是人類最廣泛使用，也是最直接使用的能源形式，故提高電能使用效率是一種最為有效的方式。隨著近些年來手持電子設備一路走俏，如何延長手持設備的待機時間成為了人們的關注熱點。而且手持設備待機時長時間處于輕載下，使得研究如何提高手持電子產(chǎn)品的電能使用率，尤其在輕載使用效率顯得意義重大。
　　本文著眼于雙N型功率管Buck

2、DC-DC效率提高技術，提出的功率管驅動具有浮動柵寬和柵壓功能。通過理論建模分析Buck變換器的損耗來源，并針對其中的主要損耗來源：柵驅動損耗和導通損耗進行優(yōu)化?？倱p耗是關于功率管柵驅動電壓Vgs和導通柵寬W的二元函數(shù)。在不同負載下，尋找損耗最小點所對應Vgs和W組合即是在該負載下最優(yōu)的驅動方案。依據(jù)此規(guī)律提出三段式浮動柵寬驅動：隨負載降低，導通段數(shù)降低，在導通最后一段時，開啟浮動柵壓模式。本文設計思想：根據(jù)預先離線設定的浮動柵寬與柵壓

3、和負載的查找表關系，利用峰值電流模（Peak Current Mode，PCM）環(huán)路中負載電流的信息，相應地開啟分段數(shù)和調(diào)整柵壓值到達優(yōu)化總損耗的目的。
　　本文首先對Buck變換器的損耗進行建模分析，論證這最優(yōu)化驅動方案的存在，并在此基礎上得出負載電流與驅動方案的關系。然后結合PCM控制模式，完成了電流采樣模塊，PWM比較器模塊，分段控制模塊，以及浮動柵壓驅動模塊等的設計，并給出了設計要點以及模塊的仿真結果。最后給出了整體系統(tǒng)的