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《电子科技大学》 2011年
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采用PSM模式DC-DC变换器的最小能量跟踪电路的研究

耿翔  
【摘要】:在当今世界倡导合理利用资源,节省资源的大前提下,电子产业作为新兴高科技产业需要把这一责任放在产业发展的目标之中。如今,数字电路的很多应用领域仍然对性能要求较高,但是在一些特殊的应用中,比如对速度和工作能力的要求不高,而对能耗要求比较高,以达到比较长的续航时间,使数字电路有比较低的能耗是设计供电电源或者数字电路的关键所在。 所设计的最小能量追踪(MEPT,Minimum Energy Point Tracking)可以追寻到诸如SOC、CPU、DSP等数字电路工作在最小能耗时的电源电压。首先对数字电路和供电电源DC-DC变换器进行了行为级建模,并建立了能量模型,之后利用了MATLAB工具对这些模型进行了仿真,然后通过恰当设计DC-DC变换器参数让数字电路工作在亚阈区的某个电压下,使其达到消耗最低能量的目的。最后在电路级别,应用这些模型建立了可靠的电路结构和精确的工作方式。由于PSM调制模式的DC-DC变换器所具有的能量模型,利用此能量模型计算在DC-DC变换器提供给数字电路的每个电压下的能量消耗来达到寻找最小能量点的目的。最终达到所设计MEPT最小能量跟踪的相关性能指标。 文中着重分析了建模的过程,给出了较重要的子电路:限流模块I_LIM、数模转换器DAC和限流比较器的分析,最后给出了整体电路的分析、仿真。版图设计与测试结果也在本论文的涵盖内容之内。本论文中设计电路使用0.13um CMOS工艺。
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