基于PWM控制同相Buck-Boost DC-DC转换器研究与设计.pdf

东南大学
硕士学位论文
基于PWM控制同相Buck-Boost DC-DC转换器研究与设计
姓名:马杰
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:吴金;陈健
20090524
摘要随着便携式电子设备的广泛使用并且具有多项功能,要求具有高效的电源管理解决方案来延长电池的使用寿命。电源管理系统为了产生一个固定的电源电压,而此时电源电压介于电池充分充电的电压与电池未充分放电的电压范围之间,比如锂离子电池,,输出为达到这种要求最佳的解决方法就是采用高效率,同相;黄鳎本文在对传统与三模式升降压转换器对比分析的基础上,基于菲频缪沟娜遣ㄓ牖赩选通信号的锯齿波的两种控制方式,分析了三种模式升降压转换器的工作原理与详细控制方式,选择选通信号的锯齿波控制方式完成对功率管开关的控制,并以更少的电路资源与更精确的模式转换实现转换器三种模式的无缝隙切换;其次对转换器功率级参数以及驱动电路进行优化设计,并利用开关电路平均法对转换器工作在连续导通模式下的降压、降压/升压、升压进行线性化等效建模,推导出功率级与环路的传输特性,并针对此特性进行了环路稳定性设计;最后将稳定性分析与系统分析结果落实到电路设计中,完成系统复杂特性与效率分析。采用工艺,运用ァ轘砑韵低辰辛朔抡嫜橹ぁO低晨9频率为,设计效率为%,仿真获得的典型负载下的最大效率为%;输入电压输出电压可达到在~之间变化。。同时在完成系统设计和电路设计的基础上,进行了系统版图的规划和布局,以及完成了版图设计。关键词:降压/升压,四开关,脉冲宽度调制,连续导通模式,三模式转换甿
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研究生签名:煦导师签名:亟日期:..,琁本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南火学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:日期:东南人学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布以电子信息形式刊登畚牡娜ú磕谌莼蛑小⒂⑽恼R5炔糠帜谌荨B畚牡墓ú包括以电子信息形式刊登谌ǘ先搜а芯可喊炖怼
第一章绪论课题的背景与研究的意义转换器研究现状随着电子技术的高速发展,便携式设备如手机、、笔记本电脑等的功能越来越丰富,多媒体、高速数据访问、视频会议、数据流等新技术正在不断投入应用,为了延长这些设备中各类型电池的工作时间,世界各国都在致力于电源管理技术的深入研究,并取得重要进展。管理技术,便携式电子产品才得以广泛应用。反之,便携式电子产品的迅速增长也促进了对电源管理技术的更高要求。在便携式电子产品中,迫切需要为其提供能量电源具有更小体积吖β拭度⒏呖煽俊⒏咝屎透偷某杀尽O匀唬车南咝缘缭聪低澄蘼墼谔寤⑿省⑿阅芤约翱靠性等各方面均已无法适应要求。目前,世界各国正在大力研制开发便携式应用的新型低压开关电源,它具有体积小、重量轻、损耗小、效率高、应用范围广等优点,正逐渐取代传统的线性电阈降缱硬啡涨餍∏汕岜』匦肟悸堑缭聪低程寤⒅亓壳帷⑿矢叩男枨螅缭垂芾硇酒η蟾呒啥取⒏呖煽啃浴⒌驮肷⒖垢扇拧⒌凸模黄破烤保映さ绯相对于电源管理芯片中线性稳压器,。它通过使用低电阻开关和磁存储单元实现了高达%以上的效率,因此无论从技术积累的程度还是产品功能和性能的开发都已相当的成熟。但是无论是单独的升压还是降压稳压器,由于本身拓扑结构的局限都无法实现对处于输入电压范围内的输出电压的稳压功能,为了提高电池的使用效率和延长使用寿命,由于.;黄鞯奶匦允沟酶美嘈妥;黄在许多电池供电系统中的到了广泛的应用。例如应用在锂离子电池驱动系统中,可延长电池的使目前,电源管理技术已成为便携式电子产品中必不可少的技术。正是由于采用了先进的电源源,成为电子设备电源中的主流产品。从便携式应用的电源管理技术的发展趋势来看,需要考虑以下两个问题:寿命。极大地降低了转换过程中的效率损失。.开关电源中的降压和升压稳压器经过多年的发展,.%。随着转换器的技术不断成熟,。拐点
转换器功能