高压输入两级式电压调节模块研究

摘要

本文首先回顾了VRM的发展历程、研究现状和面临的挑战，并结合设计的关键性问题以及目前应用于VRM的交错并联技术，研究了一种新型适合未来VRM发展要求的拓扑结构。 本文系统分析了48 V输入VRM设计的关键问题，针对CPU对VRM的高压输入、低压大电流输出，快速动态响应，高效率等需求，讨论了输入滤波器、同步整流技术、VRM控制技术及其补偿回路的设计。 本文全面论述了低电压输入的VRM非隔离性同步整流准方波Buck变换器拓扑特性、稳态和动态性能，参数设计等。在此基础上对多通道交错并联技术的原理和交错并联拓扑性能及磁集成技术进行深入分析。研究结果表明：采用磁集成技术的交错并联SR-QSW-Buck拓扑结构具有效率高、体积小、瞬态响应速度快的特点，可以满足VRM的严格性能指标要求。 本文对提出的适合48 V输入的VRM两级式变换器进行了重点研究，并进行了改进，说明该变换器具有控制简单、高效率、高功率密度的优点，并能改善动态响应，减小热应力。最后对这种电路拓扑结构进行了仿真和试验验证，证明了理论分析的正确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2 VRM的研究现状

1.3未来VRM设计面临的挑战

1.4本文的研究意义和内容

1.4.1本文的研究意义

1.4.2本文的研究内容

第2章VRM设计的关键问题

2.1动态过程中VRM的输出电压

2.1.1输出滤波电感的影响

2.1.2寄生参数的影响

2.2输入滤波电容

2.3整流器

2.3.1整流器的选择

2.3.2同步整流的驱动方式

2.4 VRM控制方法研究

2.4.1电压型控制方法

2.4.2电流型控制方法

2.4.3V2控制方法

2.5补偿回路的设计

2.6本章小结

第3章同步整流交错并联技术

3.1 Buck变换器介绍

3.2同步整流Buck变换器

3.2.1电路的工作过程分析

3.2.2电路损耗分析

3.2.3 SR-Buck变换器的特点

3.3同步整流QSW-Buck变换器

3.3.1工作特点分析

3.3.2功率损耗分析

3.4 SR-QSW-Buck变换器瞬态特性分析

3.4.1理想输出滤波电容的瞬态特性

3.4.2非理想输出滤波电容的瞬态特性

3.5交错并联技术研究

3.5.1交错并联拓扑分析

3.5.2输出电流纹波的数学模型

3.5.3关于交错拓扑设计的讨论

3.6交错SR-QSW-Buck变换器拓扑分析

3.6.1交错拓扑仿真分析

3.6.2交错技术在SR-QSW-Buck变换器中的应用

3.6.3交错并联Buck拓扑中的磁集成技术的应用

3.7本章小结

第4章适合于48V输入的两级式变换器

4.1传统变换器在未来VRM应用中的不足

4.2两级式拓扑结构的选择

4.3 HB(D=0.5)+Buck存在的不足

4.4改进的两级式变换器

4.5两级式拓扑的控制策略

4.5.1控制电路

4.5.2驱动电路

4.6仿真验证

4.7试验验证

4.8本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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