近年來，便攜式設備如掌上電腦、個人通信設備等電子消費產(chǎn)品得到了飛速發(fā)展，這些電子產(chǎn)品均采用鋰電池供電。鋰離子電池的電壓隨著充放電狀態(tài)的改變會發(fā)生很大變化，使得電池電壓可能高于、也可能低于系統(tǒng)所需電源電壓，需要升壓/降壓DCDC轉(zhuǎn)換器將變化的電池電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓，實現(xiàn)升壓模式與降壓模式之間的平滑過渡和提高過渡模式的效率是升壓/降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器研究的熱點和難點。本文首先介紹了H橋升壓降壓轉(zhuǎn)換器的工作原理與存在的問題。系統(tǒng)在升壓和降壓轉(zhuǎn)換過程中，會發(fā)生跳周期現(xiàn)象，產(chǎn)生較大輸出紋波，因此本文提出在該轉(zhuǎn)換模式下，增加H橋非反相工作模式作為過渡模式，以減小系統(tǒng)的輸出紋波。在過渡模式下為了得到高的轉(zhuǎn)換效率，因此本文改進H橋非反相工作模式，來提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。其次，本文推導出H橋升壓/降壓轉(zhuǎn)換器的三種工作模式包括升壓模式、過渡模式、降壓模式的小信號模型，用 sisotool工具搭建系統(tǒng)頻域模型，確定系統(tǒng)的補償方案，再用 simulink搭建整個H橋升壓降壓轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，在三種工作模式下驗證補償方案。最后，本論文采用035 um TSMCCMOS工藝設計H橋升壓/降壓DCDC轉(zhuǎn)換器，可輸入電壓范圍是2.7-52V，VFB為1.2V，開關頻率范圍為300KHz-2MHz，輸出最大電流為600mA。提取電路網(wǎng)表，在開關頻率為1MH條件下，Hspice仿真與分析，從仿真結果上看，當輸出電阻分別為R=5.59和R=339重載情況下下，系統(tǒng)在升壓模式的轉(zhuǎn)換效率為91%和94%、在升壓降壓模式的轉(zhuǎn)換效率為75%和83%、在降壓模式下轉(zhuǎn)換效為73%和79%，過渡模式下的紋波為30mV：當輸出電阻R=509輕載條件下，輸入電壓分別為2.7V、3.3V、4.2V，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率分別為79%、65%、73%以上結果表明本文所實現(xiàn)的DC電路達到高效、紋波小的要求
標簽：
DC-DC轉(zhuǎn)換器
上傳時間：
2022-04-08
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