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《西安电子科技大学》 2009年
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集成稳压电路系统鲁棒性与快速响应研究

李演明  
【摘要】: 集成稳压器的低成本、高集成度、高可靠性的特点使其在电子系统,特别是便携式系统中得到了极为广泛的应用。随着应用系统的功率、速度、复杂度的不断升级,集成稳压器需要提供更加精确、快速、灵活和可靠的控制来满足系统电源的需求。本文以集成稳压器为研究对象,着力研究了负载、电压、温度及工作状态变化情况下提高系统鲁棒性与响应速度的设计方法和实现电路,研究成果包括: 1.自适应的补偿方法研究。针对电流模DC-DC变换器亚谐波振荡问题,通过斜坡补偿理论分析,建立了最优补偿的数学关系,基于这一关系提出了一种适用于Buck、Boost、Buck-Boost三种拓扑的自适应斜坡补偿电路。另外,在分析CMOS电压基准温度补偿原理的基础上,提出了一种分段曲率补偿的CMOS电压基准电路,补偿量适应温度的变化,大幅地降低了基准电压的温度系数。 2.软启动电路研究。提出了一种DAC控制的片内软启动电路,利用DAC控制和毛刺电压消除技术,有效地保证了启动过程的平稳性,启动结束后偏置电流被彻底关断,从而实现了零功耗设计。另外,提出了一种具有Hiccup控制功能和启动时间内外可调的软启动电路,Hiccup控制与软启动的结合增强了系统的可靠性,内外部软启动时间转换自然,增加了系统应用的灵活性。 3.提出了一种瞬态响应加速电路,利用输出电压跳变检测电路产生了一个动态的偏置电流,该电流加入到误差放大器和驱动级上,极大地提高了环路的响应速度。当输出电压恢复稳定,该动态偏置电流随即消失,从而保证了低静态电流的需求。 4.设计了一种适用于总线终端的具有3A source与sink电流能力的快速响应线性稳压器,采用NMOS调整管结构不仅提高了系统电流能力,也保证了低输出电压的情况。利用负载电流反馈技术,实现了动态偏置和自适应补偿,从而优化了系统的响应速度和稳定性。 5.设计了一种自适应开启时间的Buck型控制器,基于输入电压前馈和输出电压反馈技术来解决COT控制开关频率变化的问题,利用充电电流补偿电路,实现了输入电压与开启时间的线性化。引入充电时间超前电路,抵消了传输延迟对开关频率的影响,从而保证了转换器的开关频率固定。自动跳跃式PFM工作模式保证了轻载下的高效率。 6.提出了一种电流模自适应开启时间的Buck型控制器,电流模控制不仅获得了优异的瞬态响应速度,而且克服了电压模控制的环路稳定性对输出电压纹波的依赖。提出了一种采样保持电路与充电时间超前电路,保证了转换器的开关频率固定。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM44

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王辉;高性能集成降压型DC-DC设计技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 范莹莹;模拟集成电路关键单元鲁棒性设计[D];北方工业大学;2012年
2 张凯;等离子(水介质)切焊机电源部分的研制[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 袁冰;来新泉;李演明;叶强;王红义;贾新章;;便携应用DC-DC轻负载高效率的实现[J];半导体学报;2008年06期
5 李演明;来新泉;袁冰;叶强;贾新章;;一种DC-DC开关电源片上软启动电路[J];半导体学报;2008年06期
6 李演明;来新泉;袁冰;贾新章;张伟;叶强;;自适应开启时间的Buck型DC-DC控制器设计实现[J];半导体学报;2008年07期
7 韩鹏;王志功;徐勇;李伟;;面向片上系统的无片外电容CMOS低压差稳压器(英文)[J];半导体学报;2008年08期
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9 袁冰;来新泉;李演明;叶强;贾新章;;降压变换器片内集成软启动电路设计[J];半导体学报;2008年10期
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 袁冰;来新泉;李演明;叶强;王红义;贾新章;;便携应用DC-DC轻负载高效率的实现[J];半导体学报;2008年06期
6 李演明;来新泉;袁冰;叶强;贾新章;;一种DC-DC开关电源片上软启动电路[J];半导体学报;2008年06期
7 叶强;来新泉;袁冰;陈富吉;李演明;;一种采用新颖的双重自适应补偿的低静态电流LDO稳压器的设计[J];半导体学报;2008年10期
8 袁冰;来新泉;李演明;叶强;贾新章;;降压变换器片内集成软启动电路设计[J];半导体学报;2008年10期
9 李先锐;来新泉;李玉山;叶强;;Research and design of a novel current mode charge pump[J];半导体学报;2009年10期
10 代国定;虞峰;王悬;李卫敏;;Design and implementation of a high precision and wide range adj ustable LED drive controller[J];半导体学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 庄留杰;;现代电力电子器件和PWM控制技术[A];2006年电气工程教育专业委员会年会论文集[C];2006年
2 曹勇;王飞;邵思杰;;基于UC3843的降压型程控DC/DC电源设计[A];2009年中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2009年
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4 孙翠芬;赵艳雷;徐丙垠;孙磊;;一种并网型电压源变流器拓扑和控制策略[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
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6 姜航;;浅谈列车智能化通信网络技术[A];第八届中国智能交通年会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李娅妮;单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 王辉;高性能集成降压型DC-DC设计技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 佟星元;纳米级CMOS逐次逼近A/D转换器设计研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
4 张军伟;异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究[D];华北电力大学;2011年
5 陈武;多变换器模块串并联组合系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 于晶荣;低压配电网有源电力滤波器关键技术研究[D];湖南大学;2009年
7 景巍;大功率三电平变频器功率器件损耗研究[D];中国矿业大学;2011年
8 吴轩钦;电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D];中国矿业大学;2011年
9 王瑞;面向机车牵引的感应电机传动技术研究[D];华中科技大学;2012年
10 刘成康;红外焦平面阵列CMOS读出电路研究[D];重庆大学;2001年
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1 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张晓峻;三相大功率PWM整流器系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 从静;电力电子装置故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吕世家;多模块并联DC/AC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 马威;多模块并联DC/DC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 于中伟;基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 邓长吉;三相AC/DC功率因数校正技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘强;海洋潮流能发电系统的并网型逆变器设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 景小萍;基于矢量控制的PWM整流器研究[D];河南理工大学;2010年
10 王艺燃;一种应用于DSP的Flash存储器研究与设计[D];江南大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 敬小成,姚若河,吴纬国;二氧化硅干法蚀刻参数的优化研究[J];半导体技术;2005年06期
2 王军;晶体管的温度特性以及使用中应注意的问题[J];半导体情报;2001年01期
3 陈海明;靳宝善;;有机半导体器件的现状及发展趋势[J];微纳电子技术;2010年08期
4 叶强;来新泉;李演明;袁冰;陈富吉;;一种DC-DC全区间分段线性斜坡补偿电路设计(英文)[J];半导体学报;2008年02期
5 袁冰;来新泉;李演明;叶强;王红义;贾新章;;便携应用DC-DC轻负载高效率的实现[J];半导体学报;2008年06期
6 李演明;来新泉;袁冰;叶强;贾新章;;一种DC-DC开关电源片上软启动电路[J];半导体学报;2008年06期
7 陈东坡;何乐年;严晓浪;;一种具有750mA输出电流,双模式PWM/PFM控制的高效率直流-直流降压转换器[J];半导体学报;2008年08期
8 袁冰;来新泉;叶强;李演明;贾新章;;集成于电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路[J];半导体学报;2008年08期
9 娄佳娜;吴晓波;赵梦恋;陈海;严晓浪;;一种高效率绿色模式开关电源控制器的研究[J];半导体学报;2008年09期
10 刘帘曦;杨银堂;朱樟明;;一种PWM/伪PFM双模调制的降压型DC/DC开关电源(英文)[J];半导体学报;2008年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王红义;基于PVTL变化的集成电流模DC-DC变换器稳定性研究[D];西安电子科技大学;2007年
2 余华;内嵌LDO的电流型PWM DC-DC变换器研究[D];华中科技大学;2006年
3 袁冰;高效率大负载高集成电源芯片设计技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 刘宏伟;一款应用于便携式设备中的高频率降压型DC-DC转换器的研究与设计[D];西安电子科技大学;2011年
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5 张雪粉;大功率LED散热研究及散热器设计[D];天津大学;2007年
6 曹阳;小型高效风光互补电源的研究[D];贵州大学;2008年
7 尹伟科;一种CMOS绿色节能原边检测AC/DC控制器[D];西安电子科技大学;2009年
8 田国华;四轴联动开放式数控切割机控制系统研究[D];浙江工业大学;2009年
9 俞龙;回转式空气预热器刷式密封技术及铝蜂窝密封技术制造工艺研究[D];北京化工大学;2010年
【二级引证文献】
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1 郝志燕;一种高集成度的高效LED驱动芯片研究[D];北方工业大学;2012年
2 郑志威;开关型1-3节锂电池充电管理芯片设计[D];电子科技大学;2013年
3 谷海涛;DC-DC变换器批量通用测试系统设计与实现[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 高根生,史峥,陈晔,严晓浪;一种用于标准单元版图交替移相掩模相位兼容性规则检查的工具[J];半导体学报;2004年05期
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5 王红义;来新泉;李玉山;;减小DC-DC中斜坡补偿对带载能力的影响[J];半导体学报;2006年08期
6 叶强;来新泉;代国定;王辉;许录平;;一种新颖的D类音频功率放大器驱动电路[J];半导体学报;2007年09期
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7 江苏 贺小江;为什么磁带随身听电机不用稳压电路[N];电子报;2007年
8 福建 庄力群;再析串联型与并联型稳压电路的内阻与噪声[N];电子报;2001年
9 河南 张丰雷 郭建国;一款简单易制的温度控制电路[N];电子报;2006年
10 辽宁 高福永;尚朋堂SR-1607B型电磁灶稳压电路分析与维修[N];电子报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡少坚;霍尔相位传感器组件及相关关键技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尹辉;基于场效应管的低噪声前置放大器的研究和设计[D];吉林大学;2009年
2 余琼;用于浮栅存储器的电荷泵系统设计[D];华中科技大学;2008年
3 吴浩;Flash存储器中的电荷泵系统研究与设计[D];苏州大学;2007年
4 任萍;并联CMOS改善单片集成开关电容DC-DC变换器的输出特性[D];西安理工大学;2006年
5 程长海;基于辅助稳压电路的二极管箝位多电平STATCOM研究[D];西南交通大学;2012年
6 金荣;非接触IC卡接口电路的实现与设计[D];复旦大学;2008年
7 任海军;高性能单相交流稳压电路的设计[D];东华大学;2009年
8 杨柳;片上高速响应低压差线性稳压电路的研究与设计[D];复旦大学;2008年
9 李凯峰;基于铁电结构的能量捕获及存储技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
10 吴海宏;高频段RFID芯片及系统设计[D];复旦大学;2008年
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