便携式软件无线电平台电源管理技术研究与实现

摘要

随着便携式软件无线电平台功能不断地丰富和性能指标不断地提高,小体积、高密度、高效电源管理方案成为平台电源系统的研究重点。
　　目前,高速发展的半导体技术以及便携式软件无线电平台的高度集成设计现状,为电源管理子系统提出了新的要求:
　　(1)大规模微处理器需要低电压、大电流、良好的瞬态响应性能的电源供电;
　　(2)宽频带、高速率、远距离的无线通信系统的收发端的功耗越来越大;
　　(3)高可靠性、高模块密度需求成为小体积平台高效电源管理设计的难点。
　　为此,论文针对便携式软件无线电平台电源管理技术进行了研究,主要包括:
　　第一,针对便携式软件无线电平台构成,设计了IBA平台电源架构;立足于高性能微处理器的供电需求,重点分析了负载点电源(POL)主电路、POL瞬态响应的主要相关因素以及 AVP抗瞬态控制环路,并利用 MATLAB对影响电路瞬态响应的主要参数进行了估算。
　　第二,结合平台的应用场景以及各板卡的电源需求,设计了平台电源软硬件管理策略,确定了平台电源管理电路关键芯片的型号;量化了平台电源瞬态响应指标需求,设计并完成了AVP抗瞬态控制POL电源的Pspice电路仿真。结果表明该电路的瞬态响应电压变化范围在2％以内。
　　第三,实现了平台电源管理硬件电路及低功耗电源管理方案;对POL电源的功能指标、性能指标、平台模式功耗进行了测试与分析。测试结果表明POL电源状态、信号时序、纹波、瞬态响应均满足需求;在8.4V/5000mA的电池容量下,内嵌电源管理策略的平台,较无管理策略的平台:平均效率提升比可达41.38％,工作时间最少可延长1.12小时。
　　论文为便携式平台的电源管理方案提供了解决思路和实际验证,具有一定程度的通用性和实用性,可应用于部分便携式平台或手持式终端。

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表目录

缩略词表

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 论文主要贡献

1.3 研究内容与安排

第二章 电源管理关键技术现状

2.1 引言

2.2 系统级电源架构现状

2.3 负载点电源(POL)技术现状

2.4 低功耗电源综合管理技术现状

2.5 小结

第三章 便携式软件无线电平台电源管理需求分析

3.1 引言

3.2 平台构成

3.3 电源管理功能需求

3.4 电源管理性能需求

3.5 平台电源管理需求

3.6 小结

第四章 便携式软件无线电平台电源管理设计

4.1 引言

4.2 平台电源硬件管理设计

4.3 平台电源管理设计

4.4 小结

第五章 便携式软件无线电平台电源管理实现

5.1 引言

5.2 平台电源管理硬件电路实现

5.3 平台电源管理实现

5.4 小结

第六章 测试与分析

6.1 引言

6.2 测试平台搭建

6.3 功能测试与分析

6.4 性能测试与分析

6.5 平台电源管理测试与分析

6.6 小结

第七章 结束语

7.1 本文主要贡献

7.2 下一步工作建议

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果

学位论文评审后修改说明表

学位论文答辩后勘误修订说明表