低输入BOOST DCDC转换器的研究与设计.pdf

西安电子科技大学
硕士学位论文
低输入BOOST DC/DC转换器的研究与设计
姓名:李君
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:吴玉广
20100101
摘要在全球倡导节能环保、提高能效的背景下,电源系统正面临两方面前所未有的挑战,一是环境的恶化迫使人们不得不考虑采用更加清洁的替代能源;二是电子设备的迅猛发展亟需提升现有电源系统的转换效率。而其较高的经济价值也使得开关电源的设计具有较大的市场竞争性。本文在深入研究开关电源升压转换器电路的相关基础上;设计了一款超低输入电压的虳疍;黄鳎捎玫缌餍蚉调制模式,其输入电压可低至,输出稳定的缪埂首先,根据系统指标选定主回路,结合电路设计中的关键因素给出控制系统电路结构。接着,就芯片中主要功能模块进行电路设计,包括带隙基准、误差放大器、振荡器、斜坡补偿、比较器、线性稳压器等,并使用模块电路进行仿真。最后,将所有电路整合后进行系统电路仿真,验证最初的设本文基于的工艺库设计,系统仿真结果表明该虳疍转换器有着小的输出纹波∮趌%⒘己玫牡缭吹髡小于,其稳定后的转换效率比较高卦匦士纱,符合系统的设计指标。关键词:电流型愿计指标。低输入
甌%.琷瑆,,篺鸭籹瑃...畉瓸瑃甃瑂ィ瑄..:,
日期型兰沙日期旦垒:.本人签名:至蕉西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明秉承学校严谨的学分和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保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中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的明并表示了谢意。本人签名:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑导师签名—■—
第一章绪论在全球倡导节能环保、提高能效的背景下,电源系统正面临前所未有的挑战,这些挑战来自两个方面:一方面,环境的恶化迫使人们不得不考虑采用更加清洁的替代能源;另一方面,电子设备的迅猛发展亟需提升现有电源系统的转换效率。电能消耗巨大且能源使用效率不高是目前全球共同面临的问题。许多公司和政府正在积极寻求新能源和能源替代品,这些新的替代能源应对环境产生的影响较小,并且来自较洁净和自然的资源,它们包括燃料电池、风能、太阳能、水力、地热、潮汐等等。而在所有绿色能源技术中,太阳能电池技术备受瞩目,理所应当成为清洁替代能源中的领军技术。在转换效率方面,传统的线性电源系统无论从体积效率、性能以及可靠性等各方面均己无法适应这些前所未有的挑战。而开关电源具有体积小、重量轻、损耗小、效率高、应用范围广等诸多优点,因而在计算机、通信、雷达、电子仪器、家用电器中已得到广泛应用,逐渐取代了众多领域内的传统线性电源,成为电子电源中的主流产品。由于开关转换器的强非线性,负载性质的多样性,主电路的性能必须能够满足负载大范围的变动,所有这些使得开关转换器的控制问题和控制器的设计较为复杂。一些新的控制方法,如自适应、模糊控制、神经网络控制,以及各种调制策略在开关电源中的应用,已引起人们的注意。电流型控制以及多环控制已在实际设计当中得到较为广泛的应用;电荷控制、单周控制、刂等技术的开发以及相应专用集成电路控制芯片的问世,使得开关电源动态性能有很大的提高,电路结构也得到大幅简化。本文提出的低输入电压升压转换器,就是一款高效开关电源,其输入电压可低至,支持太阳能电池与微型燃料电池等新型电源在便携式电子终端设备中的应用。的低输入电压能够保证最大限度汲取太阳能电能的直流转换,支持单体太阳能电池供电,省去了多节太阳能电池串联,或串联必需的保护电路,从而使得潜在的创新型设计成为可能,如内置太阳能手机充电器,只需室内环境光该转换器的控制电路采用峰值电流型刂颇J剑啾鹊缪箍刂品绞剑流控制方式具有对输入电压变化响应快、抗干扰性能强、回路稳定性好、负载响应快、电压调整率显著减小等明显优点。第一章:简述开关电源的发展方向,并对论文的主要章节安排进行介绍。第二章:理论上分析/开关电源的拓扑结构,着重分析缏返墓照就能提供无限长的待机时间。本文共分为七章:作原理。第~章绪论
第三章:介绍开关电源主要使用的调制模式和控制方式以及各方式之间的优