【正文】 感謝 所有曾經(jīng)給予 我 熱情幫助的人！ 。 感謝班上的同學(xué)們， 大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中我們 相互支持，相互鼓勵 ， 共同完成 了 學(xué)業(yè)。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 23 參 考 文 獻(xiàn) [1] 何宏 , 魏克新 , 王紅軍 , 等 . 開關(guān)電源電磁兼容性 [M]. 第 1 版， 北京 : 國防工業(yè)出版社 , 2020. [2] 丘濤文 . 開關(guān)電源的發(fā)展及 技術(shù)趨勢 [J]. 電力標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì) ， 2020， 17（ 6）： 5860. [3] T. Regan. Low dropout linear regulators improve automotive and batterypowered systems[M]. Nurnberg: Power conversion and Intelligent Motion, 1990. 65. [4] 閆永亮 . 淺論開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展趨勢 [J]. 中國科技信息 ， 2020， 21（ 16）： 137. [5] 張占松 , 蔡宜三 . 開關(guān)電源的原理與設(shè)計 [M]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. [6] Zhihua Yang, S. Ye and . Liu, “A new dual channel resonant gate drive circuit for synchronous rectifiers[C],”. IEEE APEC, 2020: pp. 756762. [7] 王增福 , 李昶 , 魏永明 , 等 . 電力電子軟開關(guān)技術(shù)及實(shí)用電路 [M]. 第 1版， 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. [8] 沙占 友，王彥朋，于鵬 . 同步整流技術(shù)及其在 DC／ DC 變換器中的應(yīng)用 [R]. 河北科技大學(xué)電子工程技術(shù)報告 050054， 河北 ： 河北科技大學(xué) ， 2020. 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PFM 光發(fā)射機(jī)的設(shè)計 [D]. 四川 ： 電子科技大學(xué) ， 2020. 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 24 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計 可以 圓滿的完成 ， 要感謝 XX 老師所給予的指導(dǎo)，感謝 他幫助我在專業(yè)知識方面取得進(jìn)步。 針對小功率模塊在高開關(guān)頻率工作條件下如何降低開關(guān)損耗、提高效率的問題進(jìn)行研究 ， 并 獨(dú)立設(shè)計同步整流 BUCK 變換器芯片。 通過本次課題的研究與實(shí)踐，使我得到了進(jìn)一步的鍛煉，加深了開關(guān)電源方面的知識。開關(guān)變換器的總體發(fā)展趨勢為 ：高效率、低壓大電流、智能化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化工作等。并 且 ， 輸出電流與電感電流 值 滿足 ()O L avgII? 的關(guān)系。圖 中方波為 Q1 開關(guān)控制信號波形；三角波為 電感電流 波形。比較圖 中 輸入電壓與輸出電壓值關(guān)系 ， 得到 IVV ? ， 滿足 O INV D V??。 LTC3854 典型應(yīng)用電路 如圖 所示 。C 的工作溫度范圍內(nèi)具有 177。 LTC3854 具有一個精確的 V基準(zhǔn)，在 40 186。防貫通保護(hù)防止功率 MOSFET 中的貫通電流。此外， LTC3854 具有可調(diào)軟啟動，以控制接通時間并控制浪涌電流。輸出電流檢測測量輸出電感器 (DCR)或一個可選檢測電阻兩端的壓降。OPTILOOP174。恒定頻率電流模式架構(gòu)提供固定的 400 KHz 工作頻率。強(qiáng)大的片上 MOSFET 柵極驅(qū)動器使大功率外部 MOSFET能夠用范圍為 V至 V的輸出電壓產(chǎn)生高達(dá) 20 A 的輸出電流。 LTC3854 特點(diǎn)及典型應(yīng)用電路 電源主控芯片 LTC3854 為凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation)推出的纖巧 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 19 2mm3mm DFN12 封裝、寬輸入電壓范圍同步降壓型開關(guān) DC/DC 控制器，該器件能驅(qū)動所有 N溝道功率 MOSFET 級。 第三章 降壓型開關(guān)電源 芯片 的 仿真 研究 開關(guān)電源以其諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。在負(fù)載較輕或者空載情況下， PFM 模式的芯片功耗較低，效率較高。脈沖信號輸入到驅(qū)動邏輯以控制開關(guān)管和整流管的通斷，保持輸出電壓穩(wěn)定。當(dāng)電感電流過高時，環(huán)路執(zhí)行電流限制，縮短開關(guān)管的導(dǎo)通時間，使電流下降。第二個環(huán)路具有電流限制功能。電路由兩個反饋環(huán)路構(gòu)成，一個是通過采樣輸出電壓監(jiān)視輸出電壓的環(huán)路；另一個是過流保護(hù)環(huán)路。在開關(guān)管關(guān)斷期間，負(fù)載靠電感和電容的供電，因此， PFM 模式只適用于輕負(fù)載。這樣，控制輸出信號的脈沖寬度不變而開關(guān)周期變長，使占空比減小，從而起到穩(wěn)壓的作用。該高電平允許振蕩器輸出的方波經(jīng)觸發(fā)器驅(qū)動功率開關(guān)管。 (1)電壓型 PFM 模式 圖 給出電壓型 PFM 模式的 BUCK 變換器原理圖。 PFM 模式同樣分為電壓型和電流型。 脈沖頻率調(diào)制（ PFM） [16] [19] [20] 脈沖頻率調(diào)制（ PFM）是將脈沖寬度固 定，通過改變開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)占空比。此技術(shù)可在高頻情況下提供較寬的負(fù)載范圍。由于電流型 PWM 模式中的輸出電流正比于開關(guān)電流或初級電流，所以能在逐個脈沖上控 制輸出電流，從而電流型具有比電壓型更優(yōu)越的電源電壓和負(fù)載調(diào)整特性。當(dāng)電流在采樣電阻 RS 上的幅度達(dá)到VEA 電平時， PWM 比較器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器復(fù)位，驅(qū)動撤除，功率管截止。 VORLCR E C T I F I E RM O S F E TLS W I T C H M O S F E TVI NVE AR 2R 1VO U TVF BVR E FP W M_+E A M P_+B A N D G A PV O L T A G ER E F E R E N C ER A M PG E N E R A T O RD R I V E RL O G I C 圖 電壓型 PWM模式 BUCK變換器原理圖 （ 2）電流型 PWM 模式 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 16 圖 給出一個典 型的電流型 PWM 模式的 BUCK 變換器的控制電路，分為電流環(huán)路（交流環(huán)路）和電壓環(huán)路（直流環(huán)路）。電壓反饋控制分析如下：當(dāng)輸出電壓升高時，反饋電壓 VFB 升高，誤差放大器的輸出電壓 VEA 下降，開關(guān)管的導(dǎo)通時間也下降，即占空比 D 減小，因而輸出電壓下降。圖中輸出電壓的采樣信號 VFB與帶隙參考分壓后的參考電壓 VREF比較，差值經(jīng)誤差放大器放大，得 到誤差信號 VEA，它與鋸齒波發(fā)生器產(chǎn)生的鋸齒波信號由 PWM 比較器比較，輸出一系列占空比變化的脈沖，控制開關(guān)管的通斷時間以得到穩(wěn)定的輸出電壓。在電壓型 PWM 模式中，變換器的占空比正比于實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓之間的誤差差值；在電流型 PWM 模式中，占空比正比于額定輸出電壓與變換器控制電流函數(shù)之間的誤差差值。受功率開關(guān)最小導(dǎo)通時間的限制，對輸出電源不能做 寬范圍的調(diào)節(jié)；另外輸出端一般要接假負(fù)載，以防止空載時輸出高電壓。 脈沖寬度調(diào)制（ PWM） [16] [17] [18] 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）的特點(diǎn)是固定開關(guān)頻率，通過改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)占空 比。兩種方式都是利用反饋原理以得到穩(wěn)定的輸出。 BUCK 變換器的反饋控制方式也有兩種：電壓反饋和電流反 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 15 饋。無論是改變開關(guān)導(dǎo)通時間 (TON)還是開關(guān)周期 (TS)，最終調(diào)節(jié)的都是脈沖占空比。因此，變換器若要工作在 CCM 下，其平均電感電流應(yīng)該大于其電感電流紋波的一半，即滿足： () 2LO crit II ?? （ 215） ()OcritI 是 保證電感電流連續(xù)的最小電流，則保證電感電流連續(xù)的最小電感值為 (m a x )m in()2O O F FO c r itVTLI??? （ 216） 又因?yàn)?(1 )OFFT D T?? ，在占空比 D 最小，即 INV 最大時最小電感值可表示為 ( m a x )m in()(1 )