本文關鍵詞：一款基于雙極工藝的峰值電流模式DCDC轉(zhuǎn)換器的研究

  更多相關文章： DC-DC轉(zhuǎn)換器 峰值電流模式 降壓型 高階補償基準 轉(zhuǎn)換效率

【摘要】：隨著科技的快速發(fā)展,各種電子設備新產(chǎn)品不斷被發(fā)明并推向市場,開關電源管理芯片是電子產(chǎn)品設計中至關重要的一個環(huán)節(jié)。在電子設備快速更新的今天,一款性能優(yōu)異的開關電源芯片能夠大幅提高電子產(chǎn)品的市場競爭力。高精度的輸出電壓、轉(zhuǎn)換效率高、體積小等是開關電源芯片一直追求的目標。在參閱了大量文獻資料之后,研究設計了一款基于雙極工藝的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器,采用PWM調(diào)制方式、峰值電流模式來調(diào)節(jié)控制整個芯片系統(tǒng)。在芯片內(nèi)部集成功率開關管,最大負載電流能達到4.5A。芯片正常工作的輸入電壓范圍為6至25V,輸出5V的穩(wěn)定電壓,開關頻率為500KHz。在簡述了開關電源的歷史發(fā)展及未來走向之后,闡述了DC-DC轉(zhuǎn)換器的拓撲類型及工作原理,推導出各種拓撲結(jié)構的傳輸函數(shù)、占空比表達式、電流關系表達式等。同時,介紹了常見的幾種占空比調(diào)制方式和環(huán)路控制模式,比較了各自的優(yōu)劣勢。最終選擇采用PWM調(diào)制方式、峰值電流模式來設計本文的芯片。針對次諧波振蕩的問題,詳細分析了控制電路中設計斜坡補償電路的必要性。接下來給出了芯片的外圍拓撲結(jié)構及外圍器件的選取要求,構建了芯片控制電路模塊的整體架構,闡述了各個模塊實現(xiàn)的功能。然后對主要的幾個模塊進行具體分析設計,并仿真驗證其功能。尤其是重點分析了基準電路的設計方法,提出了在高、低溫時對基準電壓進行高階補償?shù)乃悸�。基于CSMC 2μm Bipolar工藝,對設計的芯片進行了整體仿真。仿真結(jié)果表明,芯片能很好的實現(xiàn)預定的功能,線性瞬態(tài)響應、負載瞬態(tài)響應良好,轉(zhuǎn)換效率高,輸出電壓穩(wěn)定。
【關鍵詞】：DC-DC轉(zhuǎn)換器 峰值電流模式 降壓型 高階補償基準 轉(zhuǎn)換效率
【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
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 開關電源簡介9-10
• 1.2 開關電源的發(fā)展10-11
• 1.3 開關電源的未來走向11-12
• 1.4 本文的主要工作12-13
• 第二章 DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理和分類13-25
• 2.1 基本拓撲結(jié)構13-18
• 2.1.1 Buck轉(zhuǎn)換器13-15
• 2.1.2 Boost轉(zhuǎn)換器15-17
• 2.1.3 Buck-Boost轉(zhuǎn)換器17-18
• 2.2 轉(zhuǎn)換器的調(diào)制方式18-22
• 2.2.1 脈沖寬度調(diào)制方式18-20
• 2.2.2 脈沖頻率調(diào)制方式20-21
• 2.2.3 PWM/PFM調(diào)制方式21
• 2.2.4 脈沖跳周期調(diào)制方式21-22
• 2.3 轉(zhuǎn)換器控制模式22-24
• 2.3.1 電壓控制模式22-23
• 2.3.2 電流控制模式23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 芯片系統(tǒng)設計分析25-34
• 3.1 斜坡補償25-28
• 3.2 系統(tǒng)整體結(jié)構圖28-30
• 3.3 外圍元件關鍵參數(shù)選取30-32
• 3.3.1 電感30-31
• 3.3.2 輸出電容31-32
• 3.3.3 反饋網(wǎng)絡電阻32
• 3.3.4 續(xù)流二極管32
• 3.4 芯片設計主要指標32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 芯片內(nèi)部模塊設計34-57
• 4.1 欠壓鎖定模塊34-37
• 4.1.1 欠壓鎖定原理34
• 4.1.2 UVLO模塊設計34-36
• 4.1.3 UVLO模塊仿真結(jié)果36-37
• 4.2 基準電壓源模塊37-46
• 4.2.1 基本原理和性能指標37-40
• 4.2.2 基準電壓源電路設計40-44
• 4.2.3 基準電壓源模塊仿真結(jié)果44-46
• 4.3 片內(nèi)電源模塊46-52
• 4.3.1 電路基本原理46-48
• 4.3.2 片內(nèi)電源電路設計48-50
• 4.3.3 片內(nèi)電源模塊仿真結(jié)果50-52
• 4.4 誤差放大器模塊52-56
• 4.4.1 誤差放大器電路設計52-55
• 4.4.2 誤差放大器模塊仿真結(jié)果55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 芯片系統(tǒng)仿真57-62
• 5.1 外圍器件參數(shù)選取57
• 5.2 芯片系統(tǒng)仿真57-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-66
• 攻碩期間的研究成果66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李晗;顧亦磊;呂征宇;;軟開關同步升降壓變換器的研究[J];電源技術應用;2005年09期

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本文編號：688727