DC／DC数字AVP控制器的设计与实现

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第41卷第5期电力电子技术V01．41．No．52007年5月PowerElectronicsMay，2007DC／DC数字AVP控制器的设计与实现许晓航，孔明，李文宏(复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室，上海200433)摘要：提出一种用于DC／DC变换器的数字自适应电压定位(AdaptiveVoltagePosition，简称AVP)控制器，与一般的控制器相比．它能让变换器使用更小的输出电容，因此可有效降低成本。控制器用现场可编程门阵列(FieldP

2、rogrammableGateArray，简称FPGA)实现。变换器的开关频率为1MHz，输入电压为12V，输出电压可调节范围为0．875～1．875V。当负载在0．2～IOA之间突变时，输出电压的变化为40mV。实验结果证明了设计的正确性。关键词：变换器：数字控制／数字自适应电压定位中图分类号：TN86：TN710文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2007)05-0009-03DesignandImplementationofDC，DCDigitalAVPControllerXUXiao—han

3、g，KONGMing，LIWen—hong(A,SIC&&~temStateKeyLaboratory，FudanUniversity，Shanghai200433，China)Abstract：AdigitalmethodisproposedtorealizeAdaptiveVoltagePosition(AVP)controlinDC／DCconverters．TheAVPcontrollerallowsconverterstousefeweroutputcapacitorscomparedwithth

4、econventionalone．ThiscontrollerisimplementedinFieldProgrammableGateAray(FPGA)．Theswitchingfrequencyinconverteris1MHz，theinputvoltageis12Vandtheoutputvoltagecanberegulatedfrom0．875Vto1：875V．Whentheloadcurentvariesbetween0．2Aand10A．theoutputvoltagechanges40m

5、V．Experimentalresultsdemonstratethedesign’scorectness．Keywords：converter；digitalcontrol／digitaladaptivevoltagepositionFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．60676013)andSupportedbySDCItemofShanghaiScienceandTechnologyCommit

6、tee(No．SDC047062003)1引言集成和级联。电子系统对开关电源的供电要求不断提高．需根据AVP的原理和小信号模型．设计了一个数字AVP控制器，详细介绍了设计过程，并通过系统要更大的输出电流．更快的电流变化率和更小的瞬仿真和电路实验进行了验证。态电压尖峰使用更大容量的电容可以减小瞬态电压尖峰．但会降低电源的功率密度并增加成本。而2数字AVP的原理采用自适应电压定位(AdaptiveVoltagePosition，简在负载变化时，电源的输出电压会产生尖称AVP)控制【ll，就可以解决这一问题。AV

7、P还可以峰。如图1a所示，非AVP控制只能利用容限窗减小电源在满载时的功耗，降低散热设计的难度[21。口的一半；而AVP控制令在满载时比规定的最与模拟控制相比，数字控制在抗干扰性、灵活性低电压高一点，轻载时比规定的最高电压低一点。因和可编程方面均具有明显的优势[31。在模拟系统里，此可充分利用容限窗口。显然AVP控制能够使电源控制电路可能会受放大器内部噪声或电压偏移的影采用更小的输出电容。如图1b所示，将电源的输出响．但数字控制电路通常不会受此类问题的影响。阻抗月。设计成一个纯电阻，就能实现AVP控制翻。⋯

8、⋯""-Umin当应用条件发生变化时．数字控制器可通过编程来非tUmax．．，改变电路行为．无需改变外围元器件就能满足不同j．。的要求，缩短了设计修改的过程，而且数字控制器能Umax—Umin，o够方便地集成通信功能，因而容易实现多个系统的电载基金项目：国家自然科学基金项目(60676013)；上海市科委SDC项目(047062oo3)(a)负载突变时输出电压的瞬态响应(a)AVPfCJ原理定稿日期：2007—0