DesDynamiBYQinJianSupervisedbyAssociateProfessorCHANGChang—yuanSchoolofIntegratedCircuitsSoutheastUniversityJanuary2010东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：摘要经过多年的发展，模拟开关电源设计方法及产品日趋成熟，但模拟电源本身所固有的工艺偏差、灵活性差、不方便集成等缺点为其性能的提升带来了很大的限制。数字控制电源的高精度、高灵活性、可编程、易集成等诸多优点有效地解决了这些问题，给电源设备带来了广阔的发展空间，其易集成的特性使得片上系统(SystemonChip，SoC)中加入电源管理模块更为便捷，数字电源也日益成为高性能SoC集成电源管理模块的必然选择；其数字化的接口使其在动态电压调整(DynamicVoltageScaling，DVS)技术应用中有广阔的发展前景，这将为系统级低功耗带来了很大益处。作为近年来国内外科研机构的研究热点，数字电源得到了人们的广泛关注。本文的主要内容是设计一款数字电源。论文首先分析了Buck变换器的基本原理，在此基础上完成了主拓扑电路设计并使用状态空间平均建模法得到了其控制模型；基于直接数字控制设计技术对该控制模型按照串联零阶保持器的方法进行了离散化处理，同时设计了其离散化的数字补偿器；为方便数字电源的电路实现还设计了一套有效的编码方案；经Matlab／Simulink行为级仿真表明本系统可以按照要求进行工作。之后按照系统的工作特点进行了数字电源系统的架构定义以及模块划分；架构定义过程中基于数据同步的要求采用了同步时钟双沿触发的方案；电路实现过程中使用混合结构数字脉宽调$IJ(DigitalPulseWidthModulation，DPWM)电路实现了PWM信号输出模块，为了到达降低功耗的目的DPWM中使用了门控时钟技术；基于无符号数处理方案实现了误差电压信号处理模块；使用查找表结构实现了占空比控制信号处理模块。最后将各个子模块搭建为整体系统并使用FPGA进行了实现和验证。为满足DVS应用需求，本文还特别考虑了DVS应用中对数字电源的特殊要求并提出了相应的解决方案。验证结果表明，本文完成的设计能够实现稳压效果并支持DVS应用，主要的性能为：开关频...
