全负载下实现高效率的DC-DC转换器芯片设计

首先讨论了DC-DC转换器的功率损耗源,根据重载情况下PWM控制效率高而轻载情况下PFM控制效率高的特点,提出了全负载下实现PWM/PFM自动切换以降低功耗、提高电源效率的控制方法.将相加模式PWM、跳周期和限流相结合的PFM整合于一个系统中,使整个系统高效协调地工作,并在较大的负载变化范围内均具有高效率的优点.系统采用0.5 μm CMOS工艺实现,对系统的仿真结果表明,系统正常工作,成功实现了PWM/PFM的自动切换,性能指标达到了设计要求.     

高效率、低功耗直流电压转换器芯片的设计与实现

提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)模式的高效率、低功耗直流电压转换器的设计方法.电路在负载电流大于60 mA时采用开关频率1 MHz的PWM工作模式,在负载电流小于60 mA时采用开关频率降低的PFM工作模式,实现了在0~250 mA负载电流变化范围内的高转换效率.当输出电压达到预计输出电压的102%时,电路自动进入待机状态,使得静态工作电流降低.芯片采用CSMC公司的0.5μm CMOS混合信号模型设计和流片.测试结果表明:该电路可实现PWM和PFM模式供电以及两种模式之间的平稳过渡,具有较好的负载和线路电压调整,其输出电压的误差小于±2%,最大静态工作电流小于15μA,最大转换效率达92.6%.     

一种多模式AC/DC控制芯片的设计

根据QR、PWM、PFM模式及绿色模式在特定负载下才具有高效率的特点,提出了一种多模式工作的准谐振反激式AC/DC控制芯片设计方案.通过分别控制导通时间与开关周期,并根据负载的轻重情况,芯片自动切换成4种工作模式.通过芯片内部的多模式功能,克服了准谐振模式在轻载及待机状态下效率较低的问题.整个芯片基于1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺设计.SpecterS的仿真结果表明:在全负载下实现模式的自动切换,具有较高的转换效率,适合使用于负载变化范围较大的AC/DC变换器.     

应用于便携设备背光的DC2DC转换器

在分析提供手机白光二极管(LED)背光的DC2DC转换器应具有高效率、低功耗、低电流等特性的基础上,设计了一款芯片,集成PWM技术、同步整流技术、软启动技术的同时,利用与绝对温度成正比的电流源(PTAT电流源)和三极管、MOS管,设计实现了一具有迟滞功能的过温保护电路,同时工艺上采用了低阻抗版图设计.芯片采用0.5μm的P衬N阱数模混合1P3M BiCMOS工艺流片.测试结果表明,芯片开关频率可达到1 MHz,具有2.7~6.0 V的输入电压范围,实现了PWM亮度控制、过压保护和短路保护等功能,做到了高效率低功耗,转换效率高达86%,可稳定驱动多达5个白光LED,完全满足系统设计的需要.     

一种新型三相电流型PWM整流器

采用PWM控制方法,可以简化电路,提高功率因数,降低谐波和损耗,并且占用机时少,控制规则可调,控制精度较高,特别适用于高频调制。控制电路主要由数字电路构成,实现电路简单可靠,易于调整,PWM波形由TMS320C50经过逻辑运算生成,控制功率开关器件的通断,从而实现抑制输入电流谐波和提高功率因数的目的。     

基于FPGA的正弦波PWM信号发生器的设计

采用Altera公司的Cyclone系列FPGA为数字平台,利用Quartus II6.0已有的模块在FPGA中设计出了PWM信号发生器,整个系统可以实现频率、幅度均可调的信号输出。在产生某一频率信号时,让采样脉冲的周期保持不变,在每一个采样周期内改变一次占空比,改变的规律按正弦表变化;在产生高低不同频率的信号时,为了降低对滤波电路的复杂度,采用插空法使得输出的PWM波频率恒定。经过验证,设计系统的输出信号具有以下特点:稳定性和平滑性均较好,相比传统的信号产生方式,具有较高的频率分辨率,且易于实现频率幅度的数控调制,输出信号频率在1 Hz～1 MHz可调。     

一种新型升压变换器的IC设计

针对便携式电子产品电源功耗过大而降低了电池寿命的问题,设计了一款高带载能力、高效率的电流脉宽调制模式的升压型DC-DC变换器控制芯片.通过采用可提高带载能力的分段线性斜波补偿技术,解决了传统开关DC-DC变换器在脉冲宽度调制(pules width modulation,PWM)信号占空比大于0.5时的斜波补偿导致芯片带载能力下降的缺陷;同时,芯片设计了新颖的峰值电流检测电路,有效减小了芯片面积,提高芯片的转换效率.     

一种带输出电压反馈的恒流驱动IC设计

在应用于液晶显示器(liquid crystal display,LCD)背光的发光二极管(light emitting diode,LED)驱动器中,传统设计的DC-DC电路是根据最大负载设计DC-DC电源,在负载有偏差的情况下,系统效率低下,且发热导致额外功率损失.针对传统电路不能动态调节输出电压的缺陷,提出一款新型的LED驱动器的设计.芯片采用恒流驱动模式,通过脉冲宽度调制(pulse width modnlation,PWM)数字模块控制,达到高灰度显示的要求;同时提供一个可级联的反馈电流输出端,配合DC-DC转换器,调节DC-DC的输出电压,以保证恒流输出驱动电压的同时,限制芯片功耗的增加.芯片测试符合设计要求,性能稳定.     

一种低功耗升压电路的研究与设计

目的 为了解决工业生产和日常生活中电池供电的便携式产品的电池使用寿命短、功耗高等问题.方法 采用DC-DC型升压转换电路实现电池低压供电.结果 实验数据表明,利用美信公司DC-DC转换芯片MAX859搭建的升压电路,电池能够在较低电压下正常使用.结论 利用DC-DC升压转换电路,能够有效降低系统功耗,延长电池使用寿命,可以推广应用于众多电池供电的产品中.     

脉冲频率控制的开关电容型DC/DC转换器的设计以及性能优化

设计了一个脉冲频率控制(PFM)的开关电容型直流转换器,并用0.25μm 2.5/5 V工艺进行了仿真.系统控制模式简单,采用输入限流使输出电压纹波控制在50 mV以内,采用多种模式的开关电容阵列以及增益跳变提高传输效率,得到60%以上的平均效率,85%以上的峰值效率.系统对输入电压和负载变化的动态响应特性良好.输入电压范围为2.8~5 V,输出电压为1.8 V,负载电流最大为200 mA.     

PWM升压变换器MAX5025/MAX5026及其应用

MAX5025／MAX5026是固定频率、脉冲宽度可调的升压DC－DC变换器，广泛用于电视调谐电路、数字视频解码器及电缆调制调器等的电源系统中。本文介绍了其工作原理、升压应用电路及其外围电路元件的设计方法。     

一种电流谐振PFM 软开关DC-DC 变换器

采用谐振电路和PFM开关结合组成电流谐振开关，实现DC—DC功率变换，给出了功率变换电路及其控制电路。用这种方式设计的200W开关电源效率高、控制电路简单，经实际使用，性能稳定可靠。     

基于Matlab的ZCS PWM DC/DC变换器的建模及仿真

分析了ZCS PWM DC/DC变换器的工作原理及主要参数的设定,建立了基于Matlab的仿真模型,通过选择参数对仿真模型和程序进行校核和调试,验证了零电流关断电路的优越性。     

高效降压三增益式开关电容DC/DC变换器的设计

设计了一种高效率降压三增益式DC/DC变换器,其输出电压可选择为1.5V、1.8V和2.0V,该电路采用了转换电容阵列技术,具有多增益和功耗低等特点.HSPICE仿真结果显示,其转换效率高于78%,转换误差在10mV之内,稳定性高,最大负载电流可达240mA.该电路可广泛应用于移动电子设备的电源电路中.     

高频PWM DC/DC 转换器设计

设计了一种基于2．5μm 40V双极工艺的高频低功耗的PWM升压型DC／DC转换芯片．采用了恒定频率、电流模式的控制结构以提供优秀的电源和负载稳压．同时内部的电流监视电路可以保护功率开关以及连接到芯片上的外部元件．通过对开关脉冲宽度的调节,加快了升压速度,减小了稳压状态的输出纹波,提高了转换效率．仿真结果表明,在2．7～12．0V的输入电压范围内,芯片的开关频率为1．2MHz,开关电流限制值为1．2A,转换效率可达85％以上．使用很小体积的外围元件就可获得满意的输出纹波,在很小的电路板面积上产生大电流输出,降低了电路尺寸和成本．     

升压型DC—DC直流变换器的仿真研究

本文建立了一种升压型DC/DC直流变换器的数学模型,并利用PSpice软件对这种DC/DC变换器进行仿真研究,分析其暂态和稳态的过程及性能。仿真研究表明,当电路元件RL=150Ω,L1=150μH,电路性能很好地满足输出电压的设计要求,从而为实际开关电源电路的设计提供有益的参考。     

基于PWM的高压直流电源设计

在单相PWM交流变换电路分析的基础上,首先根据给定的系统参数指标,完成了三相交流斩波电路与12脉波整流器的设计;其次在Matlab/Simulink环境下,搭建了系统仿真模型.仿真结果表明,该直流电源在输入电压及负载变化时,能够快速响应,输出稳定;最后研制了实验样机,实验结果表明该电路的输出稳定,精度高,从而验证了本文的正确性和实用性.     

一种宽负载高效率DC-DC变换器的设计

提出了一种E类逆变器加同步整流的DC-DC变换器设计方案,并针对逆变器侧的E类变换器的传统电路无法工作在宽负载场合的缺陷提出了行之有效的改进拓扑,并通过公式推导、具体设计实例及大量的仿真数据证明了改进的可行性,对类似问题的解决有很高的指导性作用。