本文關(guān)鍵詞：一款高效同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD38873的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著社會(huì)的進(jìn)步,高新科技飛速發(fā)展,這在極大程度上方便了人們的生活,人們對(duì)生活品質(zhì)的追求越來越高,更加促進(jìn)了便攜式電子產(chǎn)品市場(chǎng)的急速發(fā)展。具有高效率、低成本,高集成度等優(yōu)異性能的開關(guān)電源已成為便攜式電子產(chǎn)品的主流結(jié)構(gòu)。本文基于該背景設(shè)計(jì)了一款高效同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片XD38873。本論文首先介紹了本課題的研究意義,電源管理IC的發(fā)展現(xiàn)狀以及其未來的發(fā)展趨勢(shì)。然后詳細(xì)介紹了DC-DC轉(zhuǎn)換器相關(guān)的基本理論,包括三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和原理分析。由于XD38873是一款降壓型轉(zhuǎn)換器,所以后續(xù)對(duì)Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器做了詳細(xì)分析,并介紹了芯片中所用到的同步整流技術(shù)和斜坡補(bǔ)償技術(shù)。隨后,對(duì)芯片XD38873的電氣特性和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,針對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中主要器件的選擇作了詳細(xì)介紹。而后給出了芯片部分子模塊電路的設(shè)計(jì)原理分析以及仿真與驗(yàn)證。最后介紹了XD38873芯片的版圖設(shè)計(jì),完成了整個(gè)電路的仿真分析,并全面驗(yàn)證了該芯片的設(shè)計(jì)指標(biāo)。本文設(shè)計(jì)的高效同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器采用同步整流技術(shù),使用MOS管作為同步續(xù)流管,取代了先前的肖特基二極管作為續(xù)流管,有效解決降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器在輕載情況下效率低下的問題,在全負(fù)載范圍內(nèi)效率最高可以達(dá)到95%。芯片XD38873負(fù)載異常時(shí)采用了變頻技術(shù),在振蕩器模塊中添加了檢測(cè)輸出信號(hào)變化的判斷電路,一旦芯片處于短路或者過載時(shí),判斷電路起作用,及時(shí)降低系統(tǒng)頻率。與此同時(shí),芯片在短路異常時(shí),還可以觸發(fā)HICCUP模式,對(duì)芯片進(jìn)行保護(hù),直到異常移除。芯片XD38873采用EN引腳復(fù)用技術(shù),通過EN引腳既可以控制芯片的使能開關(guān),也可以同步外部的時(shí)鐘信號(hào),這樣很大程度上擴(kuò)大了芯片的應(yīng)用范圍。芯片內(nèi)部設(shè)置了軟啟動(dòng)模塊,防止芯片在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)浪涌電流及過沖電壓對(duì)系統(tǒng)造成損害。XD38873轉(zhuǎn)換器芯片擁有自己的PG(Power Good)模塊,可以指示電源電量是否夠用,一旦電量不足,芯片可以給出指示,以方便用戶使用。芯片具有過流,過壓,短路,過零,過溫等保護(hù)模塊,保證了芯片正常工作的可靠性和安全性。該電路的整體設(shè)計(jì)基于0.5μm BCD工藝,采用Cadence軟件對(duì)芯片進(jìn)行了仿真與驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,芯片各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足設(shè)計(jì)要求,性能穩(wěn)定。基于以上的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,設(shè)計(jì)了芯片XD38873的版圖,芯片版圖的設(shè)計(jì)非常重要,保證了設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的功能得以真正實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：降壓型DC-DC 同步整流 高效率
【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12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題研究意義15-16
• 1.2 電源管理技術(shù)的發(fā)展歷程16-17
• 1.3 電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)17-19
• 1.4 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排19-21
• 第二章 DC-DC轉(zhuǎn)換器基本原理21-43
• 2.1 DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)及原理21-27
• 2.2 Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作模式及控制原理27-37
• 2.3 同步整流技術(shù)和斜坡補(bǔ)償原理37-43
• 第三章 XD38873系統(tǒng)原理43-53
• 3.1 芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)43-49
• 3.2 Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)49-50
• 3.3 外圍器件的選擇50-53
• 第四章 XD38873子模塊設(shè)計(jì)與仿真53-71
• 4.1 帶隙基準(zhǔn)電壓源的工作原理53-58
• 4.2 振蕩器產(chǎn)生模塊58-62
• 4.3 過溫保護(hù)模塊62-65
• 4.4 欠壓保護(hù)模塊65-67
• 4.5 使能模塊67-71
• 第五章 芯片的版圖布局以及整體的仿真驗(yàn)證71-79
• 5.1 芯片的版圖布局71-72
• 5.2 系統(tǒng)效率仿真72-74
• 5.3 輸出電壓線性調(diào)整率仿真74
• 5.4 負(fù)載調(diào)整率仿真74-75
• 5.5 峰值電流隨占空比變化曲線仿真75-76
• 5.6 輸出電壓紋波仿真76
• 5.7 系統(tǒng)輸出電壓隨負(fù)載跳變的變化情況76-77
• 5.8 系統(tǒng)啟動(dòng)和關(guān)斷仿真77-78
• 5.9 系統(tǒng)HICCUP模式78-79
• 結(jié)束語79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-87
• 作者簡介87-88

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J];中國科學(xué):信息科學(xué);2014年05期

2 楊超;梅康;陳金鷹;朱軍;;4G通信技術(shù)及其應(yīng)用前景[J];通信與信息技術(shù);2011年03期

3 肖志輝;;移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J];電信科學(xué);2009年10期

4 楊蘋;石安輝;劉軍;;占空比反饋調(diào)節(jié)的峰值電流模式準(zhǔn)PWM控制方法[J];通信電源技術(shù);2009年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁冰;高效率大負(fù)載高集成電源芯片設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李明;峰值電流模式PWM芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2007年

2 熊富貴;脈沖跨周期調(diào)制模式（PSM）的技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：1065478