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品得到了飛速發(fā)展，這些電子產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轉換器將變化的電池電壓轉換為穩(wěn)定的直流電壓，實現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轉換器研究的熱點和難點。本文首先介紹了H橋升壓降壓轉換器的工作原理與存在的問題。系統(tǒng)在升壓和降壓轉換過程中，會發(fā)生跳周期現象，產生較大輸出紋波，因此本文提出在該轉換模式下，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)的轉換效率。其次，本文推導出H橋升壓/降壓轉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)在升壓模式的轉換效率為91%和94%、在升壓降壓模式的轉換效率為75%和83%、在降壓模式下轉換效為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)的轉換效率分別為79%、65%、73%以上結果表明本文所實現的DC電路達到高效、紋波小的要求
標簽：
DC-DC轉換器
上傳時間：
2022-04-08
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