多相Buck电压调节器的数字控制

最新推荐文章于 2024-09-09 21:12:56 发布

eLongming

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分类专栏：开关电源设计进阶

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xftpeter/article/details/79415715

本文探讨了多相交错并联Buck电压调节器的优势，如输出电流大和电压纹波小。详细介绍了系统的数字控制器，包括其在输出电压调节、负载动态响应及保护功能等方面的作用，并阐述了硬件实现和MATLAB仿真的相关过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

多相交错并联Buck的好处：

a. 输出电流大

b. 输出电压纹波小

系统框图

四相交错并联Buck型电压调节器数字控制系统结构如图：

数字控制器

1）电源调节系统功能

输出电压的调节

快速负载动态响应

输出电压采样

负载电流采样

数字PID闭环补偿控制

负载电流前馈控制

多模式(CCM&DCM）控制

负载规划反馈控制

DPWM输出

2）电源管理系统功能

功率管理

I2C/PMBus

效率优化

智能控制

参数更新

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多相Buck的工作原理

qq_43416206的博客

11-26

589

2022年，Ｊ．Ｈ．Ｃｈｏ等人提出了一种工作频率高达400MHz的全集成６相Buck变换器，可实现高精度的电感电流间平衡和快速的动态电压调整（DynamicVoltageScaling，DVS），在1.8A的负载情况下达到了83.7％的峰值效率。大数据，云计算，人工智能概念的兴起，通信基站，数据中心等基建设施及汽车电动智能化催生出的自动驾驶等终端应用都需要耗电更大的CPU，GPU及ASIC来支持更为强劲的算力需求。• 并联更多相数可方便拓展输出电流，且实现分散的热源压力，分布式散热管理。

BUCK基本原理学习总结-20250509

05-10

956

文章主要讨论了BUCK转换器的工作原理及其相关特性。首先，介绍了电感的伏秒平衡特性，强调在稳定状态下，开关导通和关断时的伏秒数必须相等。接着，详细阐述了BUCK转换器的基本概念、结构组成和工作原理，包括其降压功能、开关周期控制及不同工作模式（如CCM、DCM等）。此外，文章还探讨了BUCK转换器的调制方式（PWM、PFM、PSM）及其优缺点，以及电感电流的调节和电感值的选择。最后，介绍了多相BUCK转换器的结构、工作优势（如减少输入输出纹波、快速瞬态响应）和电流均衡的必要性。整体而言，文章全面解析了BUCK

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交错并联Boost PFC电路

06-11

交错并联Boost PFC电路包含了两个开关管S1和S2，两个开关管交错导通。具体的主电路拓扑结构如下图3.4。图3.4 交错并联BOOST PFC主拓扑由上图可知前级AC/DC电路的四个工作模态如下：模态1：S1、S2闭合， L1和L2充电，C2放电。模态2：开关管S1导通、S2关断，电感L1充电，L2放电供给负载。模态3：S1、S2闭合， L1和L2充电，C2放电。模态4：开关管S2导通、S1关断，电感L2充电，L1放电供给负载。四个模态的等效电路图如下：图3.5 交错并联Boost PFC等效电路图由图3.5可知模态1时刻电感L1和L2充电，iL1和iL2线性增加，电容C两端的电压下降。模态2时刻，iL1继续线性上升，电容C两端的电压增加，iL2电流减少。模态3时刻， L1、L2充电，电容C放电，两端的电压降低。模态四时刻，iL2继续上升，电容C两端的电压上升，iL1电流减少。本节将会根据PFC Boost电路的设计指标列出两种PFC电路详细参数计算和器件选型。PFC电路的设计指标如下表3.1所示。表3.1 PFC设计指标内容技术指标

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463

矽力杰采用行业领先的工艺技术，设计创新的混合信号及模拟芯片，产品广泛用于汽车，工业，消费类，云计算和通信设备中，旨在提高效率并节约或衡量能源使用，始终致力于为客户提供更高性能，更高可靠性的模拟芯片解决方案。多相控制器连接DrMOS可实现多相拓补结构的大电流DC/DC系统，可大幅提升供电功率，优化能耗，提升整体性能，简化系统电源设计，是大功率供电芯片的核心，是GPU的主流供电形式。常说的多相Buck电源包含控制器和DrMOS，是一种多路交错并联的同步Buck拓扑，被公认为是此类应用场景的最佳解决方案。

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1114

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为进一步提高Buck变换器的控制性能，针对Buck变换器的非线性特性，考虑其在电感电流断续导通模式下的数学模型，采用反步滑模法设计了闭环控制器。基于系统生成器提出了数字控制器的实现方法，分析了其负载扰动和电源扰动特性。与PI控制方式相比较，在Buck变换器的启动阶段，采用反步滑模控制器的系统输出电压的上升速度快、调节时间短、超调小，当Buck变换器的负载和电源参数发生突变时，反步滑模控制的输出电压能够及时调整、扰动幅度小。比较结果表明反步滑模控制的优越性和SG设计开发的有效性，为现场可编程门阵列买现Buc

【电力电子技术】二象限四象限多重多相DCDC

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实验结果表明，采用前馈反馈控制方案的交流Buck型动态电压调节器在输入电压波动或畸变的情况下，能够有效抑制电压波动，消除谐波，保持输出电压稳定，并具有较快的动态响应速度。这验证了所提出的控制方案的有效性和...

工业电子中的Linear 单芯片多相 DC/DC 控制器

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凌特公司（Linear Technology Corporation）推出多相（PolyPhase:registered:）同步降压型控制器 LTC3819，该器件具有集成 MOSFET 驱动器和一个片上 5 位数字接口，用来为 Sun Microsystem的新一代处理器供电。LTC3819 提供 45A 单片解决方案，集成了 4 个具有极大栅极驱动能力的 MOSFET 驱动器。多相工作最大限度地降低了对输入和输出电容器的要求。LTC3819 有两个电源部分，可在电源组件之间准确平衡输出功率。这种精确的电流共享降低了热量负担，从而提高了 MOSFET、电感器和电容器的可靠性。此外，它还方便了热量管理，去除了发热点

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课题背景及研究意义  交错并联 LLC 谐振变换器的磁集成均流方案  交错并联 LLC 谐振变换器的全耦合电感器均流方案  交错并联 LLC 谐振变换器的变压器次级绕组分组连接均流方案  结论内容提要

Buck变换器的数字模糊PID控制

10-24

本文重点介绍了Buck变换器的数字模糊PID控制方法，这种方法通过数字技术将模糊控制与传统的PID控制相结合，旨在提高Buck变换器的控制精度和抗干扰能力。首先，从Buck变换器的基本工作原理出发，需要了解Buck电路的...

交流Buck型动态电压调节器的建模与控制 (2010年)

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通过分析交流Buck型动态电压调节器的工作原理和电路结构，考虑电路主要元件寄生参数影响，建立了其状态空间平均模型。在此基础上，以交流电压瞬时值作为实时输入信号，设计了输入电压前馈结合输出电压反馈的实时控制...

CBB02410数字控制BUCKBOOST变换器硬件设计报告

06-18

综上所述，CBB02410数字控制BUCKBOOST变换器的硬件设计涉及到了拓扑原理的理解、关键元器件的选型以及详细的参数计算等多个方面。正确理解和应用这些理论知识，对于成功设计出高效可靠的电源转换系统至关重要。

两路Buck电路并联 | 实验成功了

TSINGHUAJOKING

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3119

由于是开关电源，效率很高，所以两路的工作电流，也就是两路的输入电流与它们的输出电流基本上成正比。利用输入采样电阻获得两路的工作电流，使用一个高共模输入运放 LT1490 对采样电压的误差进行积分，调节第二个 Buck电路输出电压，使得两路输出电流可以达到非常高的匹配。在采样电阻后面，增加了两个滤波电容，此外，对于积分电容修改为 1微法，经过修改之后，电路就稳定了。将采样电阻从原来的1欧姆，修改成 0.22欧姆，此时外部引线上的电阻对于电路影响比重增加了。

Buck电路的原理及器件选型指南

U_YAO的博客

07-17

3321

MOS规格书标明的Id电流是基于Rdson和最大功率Pd计算得来的，没有考虑开关损耗，因此不能直接跟MOS的Irms进行比较，需要计算MOS整体的损耗来确定选型。考虑到电路实际工作时MOS管DS两端的波形会有振铃，Vds耐压一般选择比输入电压高10V以上，例如输入20V，选择Vds耐压为30V的MOS。如下图所示，分别为330uF，22uF，0.1uF的特性曲线。当58%时间MOS管断开时，由于电感上的电流不能突变，电路通过电感的电流及电容为负载供电，从而将负载端的电压维持在5V。

DC-DC电源电路的设计要点

m0_57189965的博客

09-09

4017

输出电压：当开关管Q1导通，储能电感L1被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C1充电，给负载提供能量，二极管反向截止等效于断路。当开关管Q1关断，储能电感L1通过续流二极管放电，电感电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电及减小的电感电流维持。当上管Q1导通，此时下管Q2关断，储能电感L被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C充电，给负载提供能量。当上管Q1关断，在下管Q2还没完全导通的时候，储能电感L1通过MOSFET的体二极