發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 14:37

  本文關(guān)鍵詞：近閾值電壓啟動(dòng)的遲滯電流模BOOST型轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器 遲滯電流模式 同步整流 低壓啟動(dòng)

【摘要】：近年來,隨著人們對(duì)無線能量獲取方面的廣泛研究,尤其是對(duì)各類環(huán)境能量的收集和利用,使開關(guān)電源的市場需求不斷增大,如何設(shè)計(jì)一個(gè)低啟動(dòng)電壓、低功耗、高轉(zhuǎn)換效率的集成BOOST型直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器逐漸成為了大家的研究重點(diǎn)。本文首先介紹了BOOST型直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器的基本原理,詳細(xì)對(duì)比分析了各種反饋模式、開關(guān)調(diào)制方式以及系統(tǒng)的功率級(jí)模型,并且根據(jù)市場應(yīng)用需求,選擇了遲滯電流模作為系統(tǒng)的反饋控制模式。接著對(duì)系統(tǒng)的低壓啟動(dòng)原理進(jìn)行了重點(diǎn)分析,給出一種新型、高效的三步近閾值電壓啟動(dòng)電路模型,并且對(duì)芯片的低功耗設(shè)計(jì)提出了一些具體的解決辦法。緊接著,根據(jù)前面系統(tǒng)級(jí)模型參數(shù)的確定,分別設(shè)計(jì)了各模塊電路,包括近閾值電壓啟動(dòng)電路、帶隙基準(zhǔn)源、誤差放大器、遲滯比較器、全周期電流檢測電路和過溫保護(hù)電路,給出了詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu),并對(duì)其原理進(jìn)行了細(xì)致的分析,最后,基于SMIC 0.18μm雙阱CMOS工藝,使用Spectre仿真工具對(duì)所有模塊電路及系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠正常工作,并且各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。其最低輸入電壓可以低至0.35V,負(fù)載電流范圍為0.1-50mA,輸出電壓穩(wěn)定在1.8V,且紋波很小(CCM下紋波3mV,DCM下紋波10mV)。在低輸入電壓(0.35V)下轉(zhuǎn)換效率超過50%,當(dāng)輸入電壓為1.2V,輸出電壓1.8V,負(fù)載電流25mA的情況下,轉(zhuǎn)換效率高達(dá)91%。并且系統(tǒng)可以根據(jù)負(fù)載電流的變化自動(dòng)在CCM和DCM兩種模式間進(jìn)行切換,提高了輕負(fù)載下系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。芯片內(nèi)置的過壓、過溫保護(hù)電路可以使芯片在各種復(fù)雜環(huán)境下都能安全的工作,抗振鈴電路有效地抑制了電磁干擾對(duì)芯片性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器 遲滯電流模式 同步整流 低壓啟動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語對(duì)照表12-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 能量獲取系統(tǒng)概述16-17
• 1.2 近閾值電壓啟動(dòng)的低功耗開關(guān)電源的應(yīng)用以及發(fā)展前景17-18
• 1.3 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第二章 BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器原理20-32
• 2.1 BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20
• 2.2 BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作模式和原理分析20-23
• 2.2.1 連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）21-22
• 2.2.2 非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）22-23
• 2.3 反饋環(huán)路控制模式選擇23-28
• 2.3.1 電壓控制模式24-25
• 2.3.2 電流控制模式25-28
• 2.4 同步整流技術(shù)28-29
• 2.5 BOOST型轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定性的分析與設(shè)計(jì)29-31
• 2.5.1 電壓環(huán)路穩(wěn)定性分析29
• 2.5.2 轉(zhuǎn)換器電壓環(huán)路的補(bǔ)償設(shè)計(jì)和頻率分析29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 近閾值電壓啟動(dòng)的遲滯電流模BOOST轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-44
• 3.1 系統(tǒng)功能及電特性參數(shù)的設(shè)計(jì)32-34
• 3.1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.2 系統(tǒng)電路的主要電路模塊的工作原理33-34
• 3.2 低壓、低功耗設(shè)計(jì)34-42
• 3.2.1 近閾值電壓自啟動(dòng)過程34-39
• 3.2.2 低功耗設(shè)計(jì)39-42
• 3.3 芯片外圍元件的設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.1 電感的選擇42
• 3.3.2 輸入輸出電容設(shè)計(jì)42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 近閾值電壓啟動(dòng)的遲滯電流模BOOST轉(zhuǎn)換器模塊電路設(shè)計(jì)44-68
• 4.1 近閾值電壓啟動(dòng)模塊44-47
• 4.1.1 低壓振蕩器（osc）和自舉升壓電路（bootstrap）44-45
• 4.1.2 時(shí)鐘高電平翻倍電路和電平轉(zhuǎn)換電路（level shift）45
• 4.1.3 電路仿真和分析45-47
• 4.2 帶隙基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)47-52
• 4.2.1 電路基本原理47-48
• 4.2.2 電路設(shè)計(jì)與分析48-50
• 4.2.3 電路的仿真和驗(yàn)證50-52
• 4.3 誤差放大器的設(shè)計(jì)52-57
• 4.3.1 電路設(shè)計(jì)與分析53-55
• 4.3.2 電路的仿真和驗(yàn)證55-57
• 4.4 遲滯比較器的設(shè)計(jì)57-60
• 4.4.1 電路設(shè)計(jì)與分析57-59
• 4.4.2 電路的仿真和驗(yàn)證59-60
• 4.5 全周期電流檢測電路的設(shè)計(jì)60-65
• 4.5.1 電路設(shè)計(jì)與分析61-63
• 4.5.2 電路的仿真和驗(yàn)證63-65
• 4.6 過溫保護(hù)電路的設(shè)計(jì)65-67
• 4.6.1 電路設(shè)計(jì)與分析65-66
• 4.6.2 電路的仿真和驗(yàn)證66-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第五章 近閾值電壓啟動(dòng)的遲滯電流模BOOST轉(zhuǎn)換器的整體仿真驗(yàn)證68-76
• 5.1 典型應(yīng)用電路68-69
• 5.2 整體電路仿真69-74
• 5.2.1 整體電路系統(tǒng)框圖69
• 5.2.2 近閾值電壓啟動(dòng)系統(tǒng)輸出仿真69-70
• 5.2.3 連續(xù)電流工作模式(CCM)仿真70-72
• 5.2.4 斷續(xù)電流工作模式(DCM)仿真72
• 5.2.5 CCM與DCM模式的轉(zhuǎn)換72-73
• 5.2.6 線性瞬態(tài)響應(yīng)73-74
• 5.3 本章小結(jié)74-76
• 第六章 總結(jié)76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 作者簡介84-85

【相似文獻(xiàn)】

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