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(jì).pdf

1、近幾年，智能手機(jī)、平板電腦等便攜設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)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(duì)電源管理模塊的性能要求越來(lái)越高。電壓?jiǎn)苇h(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(shí)，傳統(tǒng)模擬RC電感電流檢測(cè)技術(shù)由于無(wú)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(wú)法通過(guò)模擬量實(shí)現(xiàn)控制，這給電流模數(shù)字控制策略在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
　　本文設(shè)計(jì)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(shí)間控制環(huán)路，使得變換器可以實(shí)現(xiàn)更高的瞬態(tài)響應(yīng)。本論文所采用的電感電流檢測(cè)技術(shù)是基于DC-DC降壓型變換器主拓?fù)渌O(shè)計(jì)的，需要滿足電感電流檢測(cè)器中的時(shí)間常數(shù)大于變換器開(kāi)關(guān)周期的條件，此方案的好處是電感電流檢測(cè)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(bǔ)償器是根據(jù)電流型降壓變換器的傳遞函數(shù)而設(shè)計(jì)的，其輸出端提供參考電流信號(hào)。緊接著固

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