【摘要】：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,便攜式電子設(shè)備的功能更加多樣化而且發(fā)展非常成熟,尤其是它的攜帶方便等顯著特點使得電子產(chǎn)品已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分。電源作為電子產(chǎn)品的重要組成部分,對電源管理的性能要求也越發(fā)的挑剔。在各種各樣的電源管理方式中,以開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率為最高(達到90%以上),可以有效的避免能源的浪費,符合節(jié)能減排等當前國際形勢和發(fā)展趨勢;另外,開關(guān)電源技術(shù)還具有高可靠性、重量輕、高速率、抗干擾能力強等優(yōu)勢,開關(guān)電源已經(jīng)被廣泛用于電子產(chǎn)品的各個領(lǐng)域。為了滿足不同的性能指標和種類繁多的新型電子設(shè)備,開關(guān)電源的研究和開發(fā)一直是非常熱門的方向。在開關(guān)電源中,功率管及其驅(qū)動電路的設(shè)計在提高芯片整體的轉(zhuǎn)換效率中起著決定性作用;軟啟動電路、過溫保護、欠壓過壓等保護電路是確保系統(tǒng)工作在一個安全的環(huán)境,為了提高芯片的整體可靠性必不可少。因此,對它們的研究和改進是很有必要的,對于提高開關(guān)電源的整體性能也是非常重要的。本文首先闡述DC-DC開關(guān)電源的基本理論知識和當前開關(guān)電源方面的主要做法,對開關(guān)電源的主要模塊分別進行理論和原理分析,解析這些做法的優(yōu)缺點。經(jīng)過綜合分析,確定本文要設(shè)計的恒定導通時間控制的DCDC變換器,并針對本文所主要關(guān)注的驅(qū)動電路和保護電路的相關(guān)理論進行重點分析,對設(shè)計驅(qū)動模塊可能出現(xiàn)的問題進行了剖析,如死區(qū)設(shè)置問題、防穿通保護問題等。再者針對本文重點設(shè)計的軟啟動模塊、驅(qū)動模塊、輸出異常保護模塊、過溫保護電路進行了嚴謹?shù)碾娐吩O(shè)計及仿真驗證。模塊功能符合總架構(gòu)規(guī)劃要求,性能穩(wěn)定,邏輯控制能夠達到系統(tǒng)要求。最后基于0.35μm BCD工藝,運用Cadence下的Spectre仿真軟件對系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性進行了整體仿真。從仿真結(jié)果可以看出,該架構(gòu)實現(xiàn)了輸入電壓4.5~28V,輸出電壓最低電壓0.8V的BUCK變換器的實現(xiàn)方式,具有響應速度快,精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定度高等優(yōu)點。
[Abstract]:With the rapid development of modern electronic technology, the functions of portable electronic devices are more diversified and mature. Especially, the advantages of portable electronic devices make electronic products become an indispensable part of people's life. As an important part of electronic products, power supply is more and more critical to the performance of power management. Among all kinds of power management methods, switching power supply has the highest conversion efficiency (more than 90%), which can effectively avoid the waste of energy and conform to the current international situation and development trend of energy saving and emission reduction. Switching power supply technology also has the advantages of high reliability, light weight, high speed, strong anti-jamming ability and so on. Switching power supply has been widely used in various fields of electronic products. The research and development of switching power supply has been a very popular direction in order to meet different performance indexes and a variety of new electronic equipment. In the switching power supply, the design of power transistor and its driving circuit plays a decisive role in improving the overall conversion efficiency of the chip, and the protection circuits such as soft start circuit, over-temperature protection and under-voltage overvoltage are used to ensure that the system works in a safe environment. In order to improve the overall reliability of the chip is essential. Therefore, it is necessary to study and improve them, and it is also very important to improve the overall performance of switching power supply. In this paper, the basic theoretical knowledge of DC-DC switching power supply and the current main methods of switching power supply are described. The main modules of switching power supply are analyzed in theory and principle, and the advantages and disadvantages of these methods are analyzed. After comprehensive analysis, the DCDC converter with constant on-time control is designed, and the related theories of driving circuit and protection circuit are analyzed in detail. The possible problems in the design of driving module are analyzed, such as the dead zone setting problem, the problem of preventing penetration through protection and so on. Thirdly, the design and simulation of the soft start module, the driving module, the output abnormal protection module and the over-temperature protection circuit are carried out. The function of the module meets the requirements of the general architecture planning, the performance is stable, and the logic control can meet the requirements of the system. Finally, based on 0.35 渭 m BCD process, the overall stability and reliability of the system are simulated by Spectre simulation software under Cadence. It can be seen from the simulation results that the BUCK converter with the input voltage of 4.5 ~ 28V and the lowest output voltage of 0.8V has the advantages of fast response speed, high precision and high system stability.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46

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本文編號：2249590