数字环路直流直流转换器的控制算法及实现
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 目录 | 第7-12页 |
| 第一章 引言 | 第12-17页 |
| ·能源危机与节能 | 第12页 |
| ·数字电源相关背景 | 第12-13页 |
| ·数字控制直流直流转换器的研究现状和应用 | 第13-14页 |
| ·本论文着重研究的问题和贡献 | 第14-15页 |
| ·本论文的组织结构 | 第15页 |
| 参考文献 | 第15-17页 |
| 第二章 电感型直流直流转换器基本理论 | 第17-26页 |
| ·基本架构和主要性能指标 | 第17-19页 |
| ·基本架构 | 第17页 |
| ·转换效率 | 第17-18页 |
| ·环路稳定性 | 第18页 |
| ·输出纹波 | 第18页 |
| ·瞬态响应 | 第18页 |
| ·输入电压响应 | 第18页 |
| ·负载电流响应 | 第18页 |
| ·开关频率 | 第18页 |
| ·输入输出电压和输出电流 | 第18-19页 |
| ·输出级拓扑结构 | 第19-21页 |
| ·降压型(buck) | 第19页 |
| ·升压型(boost) | 第19-20页 |
| ·降压升压型(buck-boost) | 第20-21页 |
| ·环路控制方式 | 第21-22页 |
| ·电压模式 | 第21页 |
| ·电流模式 | 第21-22页 |
| ·电感电流状态 | 第22-23页 |
| ·离散导通状态(DCM) | 第22页 |
| ·连续导通状态(CCM) | 第22-23页 |
| ·伪连续导通状态(PCCM) | 第23页 |
| ·脉冲调制模式 | 第23-24页 |
| ·脉冲宽度调制(PWM) | 第23-24页 |
| ·脉冲频率调制(PFM) | 第24页 |
| ·跳频模式(pulse skipping) | 第24页 |
| ·现有架构面临的挑战 | 第24-25页 |
| ·小结 | 第25页 |
| 参考文献 | 第25-26页 |
| 第三章 数字环路直流直流转换器基本理论 | 第26-39页 |
| ·数字架构的机遇 | 第26页 |
| ·基本模块和架构 | 第26-32页 |
| ·模数转换器(ADC) | 第26-28页 |
| ·环路补偿器 | 第28-30页 |
| ·数字脉宽调制器(DPWM) | 第30-32页 |
| ·整体架构 | 第32页 |
| ·环路特性 | 第32-35页 |
| ·有限周期振荡(LCO) | 第32-33页 |
| ·环路小信号分析 | 第33页 |
| ·电流模式的数字实现 | 第33-35页 |
| ·数字控制的优势 | 第35-36页 |
| ·可编程特性 | 第35页 |
| ·非线性控制 | 第35页 |
| ·最佳工作点获取 | 第35-36页 |
| ·记忆存储功能 | 第36页 |
| ·数字控制的适用领域和未克服的缺点 | 第36页 |
| ·小结 | 第36-37页 |
| 参考文献 | 第37-39页 |
| 第四章 数字环路直流直流转换器性能优化 | 第39-66页 |
| ·转换效率优化 | 第39-44页 |
| ·死区时间优化 | 第39-41页 |
| ·开关频率优化 | 第41-42页 |
| ·导通损耗开关损耗与开关频率的关系 | 第41-42页 |
| ·一定负载下最优开关频率和最小总损耗 | 第42页 |
| ·不同负载下脉冲调制模式的自动切换 | 第42-44页 |
| ·重负载到轻负载的切换 | 第42-43页 |
| ·轻负载到重负载的切换 | 第43-44页 |
| ·环路稳定性优化 | 第44-47页 |
| ·可编程的环路补偿器 | 第44页 |
| ·自适应的环路补偿器 | 第44-47页 |
| ·输出纹波优化 | 第47-53页 |
| ·基于系统设计的优化 | 第47-49页 |
| ·基于寄生参数的优化 | 第49-50页 |
| ·串联LDO减小纹波的新方法 | 第50-53页 |
| ·瞬态响应优化 | 第53-63页 |
| ·前馈补偿 | 第53-59页 |
| ·输入电压变化前馈 | 第53-58页 |
| ·负载电流变化前馈 | 第58-59页 |
| ·非线性控制 | 第59-63页 |
| ·小结 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-66页 |
| 第五章 数字环路单输出直流直流转换器 | 第66-73页 |
| ·技术难点和实现 | 第66-71页 |
| ·数字信号处理 | 第66-67页 |
| ·多个模拟信号的高速采样 | 第67-68页 |
| ·开关管的集成和外置 | 第68-70页 |
| ·低功耗设计 | 第70-71页 |
| ·发展趋势和展望 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-73页 |
| 第六章 数字环路单电感多输出直流直流转换器 | 第73-86页 |
| ·单电感多输出直流直流转换器的优缺点 | 第73页 |
| ·现有解决方法及存在问题 | 第73-74页 |
| ·模拟方法 | 第73-74页 |
| ·数字方法 | 第74页 |
| ·提出的预测性电流控制方法 | 第74-79页 |
| ·双输出升压型 | 第74-78页 |
| ·推广到多输出降压型和升压型 | 第78-79页 |
| ·修正预测电流的方法 | 第79-81页 |
| ·该控制方法的优点和局限性 | 第81-82页 |
| ·仿真和FPGA验证 | 第82-84页 |
| ·小结 | 第84页 |
| 参考文献 | 第84-86页 |
| 第七章 数字环路多相降压型直流直流转换器 | 第86-102页 |
| ·多相直流直流转换器的优点 | 第86-87页 |
| ·多相直流直流转换器的技术难点 | 第87-88页 |
| ·多相直流直流转换器现有架构方案 | 第88-89页 |
| ·提出的基于数字滤波的无损电流检测的峰值电流控制 | 第89-93页 |
| ·改进的基于注入扰动的电阻失配的修正方法 | 第93-95页 |
| ·相应的适应性电压设置(AVP)方法 | 第95-96页 |
| ·相数自动切换 | 第96-97页 |
| ·FPGA验证 | 第97-99页 |
| ·小结 | 第99-100页 |
| 参考文献 | 第100-102页 |
| 第八章 单输出降压型转换器芯片实现及电路设计 | 第102-131页 |
| ·400mA数字降压型直流直流转换器指标 | 第102-103页 |
| ·整体架构及技术亮点 | 第103-105页 |
| ·模拟电路设计实现 | 第105-116页 |
| ·模数转换器(ADC) | 第105-107页 |
| ·数字脉宽调制器(DPWM) | 第107-109页 |
| ·电感电流过零点检测模块 | 第109-110页 |
| ·电源管理单元(PMU) | 第110-112页 |
| ·片上环形振荡器 | 第112-114页 |
| ·8比特精度输出电压分压器 | 第114-116页 |
| ·数字模块 | 第116-119页 |
| ·I~2C接口 | 第116-118页 |
| ·数字控制器 | 第118-119页 |
| ·版图及芯片照片 | 第119-120页 |
| ·测试结果 | 第120-125页 |
| ·问题分析及改进 | 第125-126页 |
| ·改进版的流片结果 | 第126-129页 |
| ·小结 | 第129-130页 |
| 参考文献 | 第130-131页 |
| 第九章 总结与展望 | 第131-135页 |
| ·总结 | 第131-132页 |
| ·展望 | 第132-134页 |
| ·利用数字技术实现可靠高性能降压转换器 | 第132-133页 |
| ·利用数字技术实现其他类型直流直流转换器 | 第133页 |
| ·研究数字技术在其他功率电子中的应用 | 第133-134页 |
| ·LED驱动电路 | 第133页 |
| ·交流直流(AC-DC)转换器 | 第133-134页 |
| ·光伏电池电源管理 | 第134页 |
| 参考文献 | 第134-135页 |
| 附录 多种调制模式下的调制器传递函数 | 第135-138页 |
| 读博期间科研成果一览 | 第138-139页 |
| 致谢 | 第139-140页 |
