崔明辉,
李斌,
程心,,
解光军
合肥工业大学电子科学与应用物理学院 合肥 230601
基金项目:国家自然科学基金(61674049)，中央高校基本科研业务费(PA2018GDQT0017, JZ2019HGTB0092)，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室开放基金(18ZS03)
详细信息
作者简介:张章：男，1982年生，副教授，硕士生导师，研究方向为集成电路设计与测试及新型半导体器件
崔明辉：男，1995年生，硕士生，研究方向为集成电路设计
李斌：男，1995年生，硕士生，研究方向为集成电路设计
程心：女，1985年生，副教授，硕士生导师，研究方向为集成电路设计与测试及新型半导体器件
解光军：男，1970年生，教授，博士生导师，研究方向为新型半导体器件及量子电路
通讯作者:程心 ceciliacheng1013@163.com
中图分类号:TN76计量
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被引次数:0
出版历程
收稿日期:2019-06-28
修回日期:2020-03-29
网络出版日期:2020-08-27
刊出日期:2020-11-16
High Resolution Digital Pulse Width Modulation Design for Digital DC-DC Converter
Zhang ZHANG,Minghui CUI,
Bin LI,
Xin CHENG,,
Guangjun XIE
Institute of Electronic Science & Applied Physics, HeFei University of Technology, Hefei 230601, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (61674049), The Fundamental Research Funds for Central Universities (PA2018GDQT0017, JZ2019HGTB0092), The Key Laboratory of Nanodevices and Applications, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, CAS (18ZS03)
摘要
摘要:数字控制在电力电子领域的优势使得数字脉冲宽度调制的使用日益增加，然而其分辨率不足一直是制约开关电源领域中数字控制技术发展的主要因素之一。针对高分辨率数字脉冲宽度调制的应用需求，该文提出一种基于高速进位链结构的高分辨率数字脉冲宽度调制电路。该电路采用计数器、比较器、固定相移锁相环单元及高速进位链的混合结构，有效地提高了分辨率，并在Altera的Cyclone IV低成本现场可编程门阵列器件上实现。实验结果显示，当输入参考时钟工作频率为70 MHz时，该结构的分辨率可达到56 ps。此外，该电路还具有较宽的开关频率调节范围及较好的线性度等优点。
关键词:数字脉冲宽度调制/
高分辨率/
数字控制/
现场可编程门阵列
Abstract:The advantages of digital control in the field of power electronics lead to an increasing use of Digital Pulse Width Modulation (DPWM). However, the insufficient resolution of DPWM is one of the main factors that constrain the development of digital control technology in the field of switch mode power supplies. For the application requirements of high-resolution DPWM, this paper proposes a high-resolution DPWM circuit based on high-speed carry chain structure. The circuit comprises of counters, comparators, fixed phase shift PLL units and high-speed carry chains, which can effectively increase resolution. The circuit is also implemented on Altera’s Cyclone IV low-cost Field-Programmable Gate Array (FPGA) devices. The experimental results show that the resolution of the structure can reach 56 ps with 70 MHz input reference clock. In addition, the circuit also has wide switching frequency adjustment range and good linearity.
Key words:Digital Pulse Width Modulation(DPWM)/
High resolution/
Digital control/
Field-Programmable Gate Array(FPGA)
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