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地震激发的地球自由振荡中,环型自由振荡(特别是低频环型自由振荡)的精确探测相比于球型自由振荡更加困难.环型自由振荡对SH波速度结构更加敏感,能更好地监测走滑断层运动,因此精确估算环型自由振荡的谱峰参数可为地球内部大尺度SH波速度结构和大地震的震源机制提供更强约束.本研究利用2011年日本Tohoku地震后四分量钻孔应变仪的观测资料,提取了该地震激发的1.3 mHz以下低频环型和球型自由振荡信号,与STS-1宽频带地震仪的结果相比较,发现四分量钻孔应变仪对1 mHz以下的环型自由振荡具有更强的探测能力.本研究还采用频率域自回归方法精确估计了0T2—0T6的简并频率,结果与PREM模型理论值相差非常小,平均相对误差仅为2.52×10^(-4).此外还用钻孔应变仪观测资料探测到了0T2谱峰分裂现象.研究结果表明,钻孔应变仪能有效探测到大地震激发的低频地球环型自由振荡信号,可为地幔大尺度各向异性结构研究提供高质量的基础数据.

关键词：环型自由振荡钻孔应变仪 Tohoku地震简正模谱峰分裂 STS-1地震仪

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Buck-Boost型DC-DC转换器负载瞬态响应增强方法研究

Buck-Boost型DC-DC转换器负载瞬态响应增强方法研究

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作者：邱子忆西安理工大学

学位级别：硕士

随着进入5G通讯时代,智能手机、手环等便携式设备的普及与飞速发展下,电子产品逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分,高可靠性、高稳定性与高效率的电源管理芯片得到了广泛的应用。在多样化的需求下,电子设备随之发展出了更多的功能,... 详细信息

随着进入5G通讯时代,智能手机、手环等便携式设备的普及与飞速发展下,电子产品逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分,高可靠性、高稳定性与高效率的电源管理芯片得到了广泛的应用。在多样化的需求下,电子设备随之发展出了更多的功能,更高的集成度,高负载大电流的需求以及处理器面对多工作状态的更新迭代下,电子设备会在轻负载下的睡眠模式到唤醒重负载下的工作模式中频繁的切换,这对电源管理芯片的瞬态响应速度有着严格的要求。为了保证负载频繁切换时被供电系统依然拥有良好的性能,这对DC-DC转换器的快速负载瞬态响应提出了更高的要求。本文基于传统脉冲宽度调制(PWM)中的峰值电流模控制方法,设计出了一种具有快速负载瞬态响应的混合控制模式的Buck-Boost转换器。稳态下的PWM调制有着良好的抗电磁干扰(EMI)的特性,极窄的噪声谱可以轻松设计滤波电路,但是其定频的特性却无法快速响应负载的变化。基于此特点,本文将负载变化分为两个阶段,在一定设计阈值内的小负载变化时使用自适应调频时钟对负载瞬态响应进行线性的调节,内在的PWM电流模环路与时钟的双向调节相较于传统的脉冲频率调制(PFM)模式有着良好的提升;在超出设计阈值外的大负载变化时通过模拟负载检测电路实时对占空比的监测实现了高精度的负载瞬态响应检测功能。当监测出大负载切换时,利用非线性瞬态增强方法降低过冲电压的同时本文设计了一种非线性控制技术的补偿电路,解决了由于非线性瞬态增强方法导致的二次过冲现象,使得输出电压平稳恢复。本文基于0.18μm高压BCD工艺对所研究的快速瞬态响应的Buck-Boost转换器芯片进行了电路与系统设计及版图设计。经过全面验证,该转换器输入电压范围为2.9V～4.5V,输出电压范围为-1.4V～-5.4V,系统工作频率为1.50MHz;在输入电压4.5V,输出电压典型-2.7V的工作条件下,转换器最大带载能力为-900mA,系统转换效率在300mA带载时可达最大93.8%。在负载电流从-20mA至-620mA快速切换的设计环境下,本文提出的负载瞬态增强方法将过冲/欠冲电压降低至20mV/27mV,过冲/欠冲恢复时间缩短至2.5 μs/6.8μs。

关键词： Buck-Boost 瞬态响应增强混合控制 PWM峰值电流模负载监测

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