PCMC Boost变换器与EMI滤波器的级联设计

为避免电磁干扰(EMI)滤波器与峰值电流模式控制下Boost变换器级联时的性能下降,同时保持级联后的稳定性和动态性,提出利用状态空间平均法来构造Boost变换器的小信号模型,以获得阻抗等传递函数集;设计了使变换器环路增益具有4 kHz的控制带宽和67°的相位裕度的比例积分(PI)控制器;在Matlab上设计的EMI滤波器达到相关标准规定的噪声抑制,通过图形化阻抗比判据结合奈奎斯特稳定判据来评估级联系统的稳定性,并对构成闭环的级联系统进行了仿真和建模.仿真和实验结果证明,文中设计的级联型EMI滤波器不仅能抑制噪声电流,达到欧盟EMC标准,而且保持了级联系统的稳定,动态性能良好,从而提供了一个在PCMC Boost变换器应用的解决方案.     

高阶有源锁相环路滤波器的设计与仿真

基于频率响应的设计方法,本文对四阶电荷泵锁相环滤波器进行了设计和仿真,利用时间常数与滤波器组件的关系,推导和分析了环路滤波器的传递函数,并在Matlab环境下仿真得到了理想的相位裕度和环路带宽.实验表明,该高阶有源锁相环路滤波器可以在保证相同的鉴相杂散抑制的同时,可允许更宽的环路带宽和更高的鉴相频率,从而改善了锁相环的带内相位噪声性能.     

电压型非理想Buck变换器的DCM模式建模与仿真

文章对DCM模式下的非理想Buck变换器进行全阶建模,提高了模型的精度,在此基础上,针对Buck变换器开环系统动态响应慢、相位裕度差等缺点,设计相应的PID控制网络。通过比较补偿前、后控制-输出传递函数的频域仿真,证明所设计的控制器能够改善Buck开环变换器的性能;通过在Simulink中对电路模型和实际电路的仿真比较,验证了文中建模方法的可行性,从而为DC-DC变换器及系统控制电路的设计提供了理论依据。     

峰值电流升压型PWM变换器内部补偿网络设计

分析了峰值电流升压型PWM变换器环路中极零点补偿对稳定性的影响.根据补偿原则,采用电容等效乘法电路,设计了一种应用于峰值电流升压型PWM变换器的内部补偿网络.利用模拟乘法电路的等效倍增功能,实现了补偿电容的最小化,使内部补偿成为可能.仿真结果表明:该补偿网络使变换器具有高稳定性,补偿后,输出电压的波纹很小,输出纹波电压仅在±8 mV范围内抖动,满足电压稳定输出的性能要求.     

基于小信号模型的新型Buck变换器补偿网络设计

对Buck变换器主电路在CCM工作模式下进行动态小信号分析,详细推导其状态方程得出小信号模型.先后设计3种闭环控制补偿网络,即PD,PID和双极点-双零点补偿网络,推导出补偿网络后系统的开环传递函数,由Matlab仿真出补偿网络补偿前后的开环传递函数的伯德图.结果表明,双极点-双零点补偿网络设计后,相角裕度为51.1°,稳态误差为0,在高频段幅频特性的下降频率为-40 d B/dec,获得了更好的稳态和动态性能,能更好地抑制高频干扰,这对研究其他开关电源有着非常好的借鉴作用.     

一种超低功耗的低压差线性稳压器环路补偿方法

针对低压差线性稳压器(LDO)电路设计中为改善环路补偿的稳定性增加电流缓冲电路而带来额外功耗的问题,提出一种嵌入式LDO环路补偿方法。该方法在原LDO的误差放大器模块中,嵌入一个由晶体管和电容组成的电流缓冲电路,该结构与误差放大器的共源共栅输出级共用晶体管,由于整体电路中不增加新元器件,因此消除了引入缓冲电路所带来的额外功耗。仿真实验验证了加入电流缓冲电路后系统环路稳定性能得到了改善。采用联华电子公司0.5μm 5 V的CMOS工艺线在LDO中进行了投片验证,实测芯片静态功耗电流仅为50μA,当输入电压从3V跳变到5V时,输出电压的上冲与下冲都小于15mV,负载电阻从18kΩ跳变到9Ω时,输出电压的最大变化小于20mV。投片测试结果表明,该补偿方法可在提高系统环路稳定性的同时消除额外功耗。     

有源纹波补偿Buck型LED驱动电路及其小信号分析

针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源.介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型.通过对小信号模型进行相关分析,得到了输出电流的表达式,并由此得到了输出电流分别关于输入电压及占空比的传递函数.由传递函数一阶因子的幅频和相频特性分析可知,在设计电路时只要选择合适的参数,就可以将输入扰动完全滤除,使得输出电流为直流.最后通过仿真和实验证实了上述新型电路及其小信号模型的正确性.     

一种采用电流缓冲器的反嵌套密勒补偿型LDO

为了提高低压差线性稳压器(low dropout regulator, LDO)在全负载电流范围内的稳定性,提出了一种采用电流缓冲器的反嵌套密勒补偿结构(reverse nested miller compensation with current buffers, RNMCCB)的LDO,外部补偿环使用电流镜作为反相电流缓冲器,内部补偿环使用共栅级放大器作为电流缓冲器。该补偿结构不需要额外的晶体管,保证了LDO的负反馈性质;引入两个左半平面的零点,增加了电路的相位裕度。仿真结果表明,在轻载(1 mA)至重载(600 mA)、输出电容为0.1～5μF环境下,最小相位裕度为38°,输出电压的下冲为10.6 mV,上冲为11.7 mV,达到设计要求。     

基于MATLAB设计电压型Buck变换器

本文基于电压控制型Buck电路提出了一种双极点双零点补偿网络控制器,用一对零点来抵消输出滤波器双重极点的谐振增益,通过建立Buck变换器的小信号等效电路模型,应用MATLAB对补偿器和整个电路进行了仿真分析,验证了理论分析与设计的正确性,设计的变换器在保持足够的稳定裕度下可获得较好的稳态和动态性能。     

基于AD9517-1的高速时钟系统稳定性设计与信号完整性分析

本文以一个14位,转换速率250 MSPS的模数转换器(ADC)为信号终端,提出了一种提高高速ADC时钟电路稳定性的解决方案.方案使用AD9517-1作为时钟分配芯片,为芯片设计了一款中心频率250 MHz,相位噪声-98.7d Bc/Hz的三阶环路滤波器.信号输出性噪比(SNR)70.12 d B,时钟抖动282 fs rms,带宽496 fs rms.通过分析时钟信号的过冲和反射现象,对输出信号进行了基于低温共烧陶瓷工艺(LTCC)的微带线复数阻抗匹配和仿真.     

单片集成低静态电流低压差线性稳压器设计

设计了一款静态电流小、驱动能力大、环路响应快的单片集成低压差线性稳压器,重点介绍了误差放大器、补偿电路和瞬态响应增强电路的设计方法.误差放大器的输入管采用共源共栅结构,输出级采用推挽电路,可提高放大器的驱动能力;补偿电路使用共源共栅补偿方法,补偿电容约1pF,环路相位裕度大于60°;瞬态响应增强电路采用动态偏置结构,使稳压器输出电压的上过冲有明显改善,提高了瞬态响应性能.稳压器的输出不用接片外电容,在片内集成50-100pF的电容即可稳定工作.     

一种用于PWM变换器的斜坡补偿电路设计

针对传统斜坡补偿的PWM变换器的电流输出能力会随着补偿电流的增加而下降的缺点,设计了一种用于峰值电流模式PWM变换器的斜坡补偿电路.通过改进系统箝位电路,使箝位电压能够随着补偿电流动态变化,从而保持系统的输出电流能力恒定,减小输出电压纹波.仿真采用CSMC 0.6 μm工艺,结果表明:在输入电压大于1 V、占空比大于50 %时,输出电压纹波在10 mV左右,大大提高了负载能力和系统稳定性.     

高稳定BPSK信号载波相位同步算法

基于二相相移键控(BPSK)信号幅度剧烈变化会严重影响数字锁相环的环路带宽和稳定性,提出了一种数字自动增益控制(AGC)和锁相环(PLL)联合的高稳定BPSK信号载波相位同步算法.采用指数增益放大非相关反馈自动增益控制环路对输入调制信号进行幅度调整,使输出AGC的调制信号幅度稳定在预定值,再将幅度稳定调制信号输入到数字三阶PLL进行精确载波相位估计.仿真结果表明,算法避免了数字三阶PLL由于调制信号幅度变化带来的环路不稳定,且在信噪比(SNR)动态范围内,保证环路噪声性能满足BPSK信号解调的要求.     

变速恒频风力发电系统网侧PWM变换器控制策略

通过建立应用于恒频变速风力发电系统的三相电压源型PWM变换器在两相旋转坐标系下的数学模型,针对三相电压源型PWM变换器输出电压响应慢的缺点,本文采用电压电流双闭环控制的网侧变换器及空间电压矢量SVPWM调制方式,在Matlab/Simulink中进行了系统建模和仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够快速调节直流侧电压达到稳定,能够控制输入电流波形及相位,验证了该控制策略的可行性。     

峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路设计

在分析引起电流控制模式升压型DC-DC变换器产生亚谐波振荡的因素的基础上,阐述了斜坡补偿原理,采用UMC 0.6μm BiCMOS工艺设计了相应斜坡补偿电路,HSPICE仿真结果表明所设计的斜坡补偿电路所产生的补偿信号满足斜坡补偿的要求,可用作电流控制模式升压型DC-DC变换器的斜坡补偿信号.     

应用于调制域分析仪的2.5GHz频率合成器设计

针对调制域分析仪时基信号源的要求,设计了2.5G电荷泵锁相频率合成器,文中对其输出相位噪声进行了分析,讨论了低相噪条件下环路滤波器的设计方法和元件参数的选择并介绍了电磁兼容性的重要性和实施方法.所研制的频率合成器具有体积小、功耗低、稳定性高、输出相位噪声小等优点.     

基于小信号分析的电子变压器控制策略及性能测试

针对实际工作中,谐振型电子变压器受多方面小信号干扰问题,将反馈控制概念引入控制系统,使设备在受小信号干扰情况下变换器输出电压仍能保持恒定。首先,以等效电路法作为基础建立系统网络的小信号模型,得出电子变压器输出电压与控制频率之间的传递函数,并判定系统的稳定性;其次,分析电子变压器传递函数的波特图以便为补偿控制器的设计提供依据,并采用PI控制器对系统进行补偿;最后,搭建实验样机,测试了电子变压器宽范围输入调压性能和在不同负载下的效率。实验结果表明:基于小信号分析的LLC型电子变压器控制策略可在宽输入、全负载范围内实现稳压输出及高功率密度需求。     

一种具有谐波抑制和无功补偿功能的新型整流变换器

研究了一种具有谐波抑制和无功补偿功能的新型PWM整流变换器,详细地讨论了整流器谐波与无功参考电流的提取和整流器输出电压的控制.采用基于瞬时无功理论的ip-iq电流检测算法分别给定谐波和无功参考电流.为了有效地补偿电网中的谐波及无功电流,提出了一种电流和电压双闭环控制策略,其中,直流侧电压的调节采用模糊PI混合控制.最后,基于PSIM的仿真实验验证了不同工作模式下该方法具有良好的电压调节特性和谐波与无功补偿效果.     

电流型单端初级电感变换器的不稳定性与分岔控制

基于电路平均和平均开关建模法,建立了连续模式下电流型单端初级电感变换器(SEPIC)的大信号模型.采用几何方法分析了稳态占空比对电流内环的影响,讨论了电路参数对系统稳定性的影响,并对不稳定区域中的非线性现象进行了仿真研究.理论及数值结果表明,当稳态占空比大于0.5时电流内环会变得不稳定,系统将呈现出分岔及混沌现象.基于斜坡补偿思想抑制了系统分岔的发生,扩大了系统的稳定区域.该方法不仅有助于系统参数的设计,同时也给系统稳定域边界的预测提供了一种有效的途径.     

矩阵式变换器的输出电压补偿

为了减小矩阵式变换器输出电压误差和输出电流畸变,提出了一种输出电压补偿方案。针对不同的输出电压误差成因采用不同的补偿方法,直接脉宽补偿用于多步换流和器件开关延时,等效电压补偿用于器件导通压降。在矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统上进行了实验研究。当输出频率为5Hz时,采用该补偿方案使输出电流总谐波畸变率(THD)从6.32%降低至4.92%;当频率为15Hz时,输出电流THD从5.46%降低5.30%。结果表明:采用该补偿方案可以有效抑制输出电流THD,在低速运行下补偿效果更加明显。