發(fā)布時(shí)間：2017-10-22 17:13

  本文關(guān)鍵詞：雙相交錯(cuò)并聯(lián)大電流同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：隨著各類便攜式電子產(chǎn)品和大規(guī)模集成電路的發(fā)展,傳統(tǒng)單模塊開關(guān)電源已不能滿足大負(fù)載、高效率、小紋波、高頻率、更小體積的應(yīng)用要求。而基于鎖相環(huán)時(shí)鐘同步功能的多相交錯(cuò)并聯(lián)電源系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)高效率、高頻率、小型化的基礎(chǔ)上,不僅可以實(shí)現(xiàn)大負(fù)載應(yīng)用而且可以減小輸出電壓紋波,克服了單模塊電源應(yīng)用的缺點(diǎn)。本文以同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器為基礎(chǔ),結(jié)合交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)和電荷泵鎖相環(huán)技術(shù),完成了一款雙相交錯(cuò)并聯(lián)的大電流同步升壓型DC-DC芯片的設(shè)計(jì)研究,滿足不同頻率、大負(fù)載電流、更小輸出電壓紋波的應(yīng)用要求。在介紹分析同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器原理的基礎(chǔ)之上,芯片采用峰值電流�？刂颇Ｊ�,降低環(huán)路補(bǔ)償難度,加快系統(tǒng)對(duì)輸入電壓和負(fù)載電流變化的瞬態(tài)響應(yīng)速度;采用脈沖寬度調(diào)制和跨周期調(diào)制相結(jié)合的混合調(diào)制模式,重載時(shí)采用脈沖寬度調(diào)制,輕載時(shí)采用跨周期調(diào)制,提高了全負(fù)載范圍內(nèi)芯片的工作效率;采用預(yù)充電與電感電流階梯式上升相結(jié)合的軟啟動(dòng)方法,使電感電流和輸出電壓在啟動(dòng)過程中沒有明顯的過沖。本文重點(diǎn)分析了峰值電流�？刂频耐缴龎盒虳C-DC轉(zhuǎn)換器小信號(hào)模型和環(huán)路穩(wěn)定性,并詳細(xì)計(jì)算了環(huán)路的二階補(bǔ)償參數(shù);在分析模擬鎖相環(huán)的環(huán)路穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上,重點(diǎn)分析了電荷泵鎖相環(huán)的環(huán)路穩(wěn)定性,并詳細(xì)計(jì)算了環(huán)路的二階補(bǔ)償參數(shù)。本文介紹了并聯(lián)均流基本原理,詳細(xì)描述了連續(xù)導(dǎo)通模式下,雙相交錯(cuò)并聯(lián)的工作原理和工作狀態(tài),并采用雙主控交錯(cuò)并聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)兩相的均流控制,以滿足大負(fù)載、高效率、小紋波、高頻率的應(yīng)用要求。在介紹了電荷泵鎖相環(huán)各個(gè)子模塊的基本工作原理和電路設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題之上,本文分別對(duì)電荷泵鎖相環(huán)的各個(gè)子模塊進(jìn)行了具體的電路設(shè)計(jì),完成了滿足DC-DC不同工作頻率的應(yīng)用要求,鎖頻范圍為300~1000kHz的電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)。論文對(duì)芯片的關(guān)鍵子模塊,如基準(zhǔn)電路、誤差放大器電路、電荷泵鎖相環(huán)電路,進(jìn)行了詳細(xì)的分析設(shè)計(jì),芯片還集成了過溫保護(hù)、輸入欠壓鎖定、輸出過壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸入過流保護(hù)等保護(hù)電路以提高芯片的可靠性。本文所設(shè)計(jì)的雙相交錯(cuò)并聯(lián)大電流升壓型DC-DC芯片是基于0.35μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝,設(shè)計(jì)完成之后,基于Cadence平臺(tái),應(yīng)用Spectre軟件仿真驗(yàn)證了芯片的關(guān)鍵子模塊性能,單相應(yīng)用的各項(xiàng)功能,雙相交錯(cuò)并聯(lián)應(yīng)用的帶大負(fù)載功能,并針對(duì)單相應(yīng)用和雙相交錯(cuò)并聯(lián)應(yīng)用仿真結(jié)果對(duì)比,可以得出雙相交錯(cuò)并聯(lián)應(yīng)用對(duì)輸出電壓紋波的有效抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：同步升壓型DC-DC 交錯(cuò)并聯(lián) 電荷泵鎖相環(huán) 穩(wěn)定性
【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11-13
• 縮略語對(duì)照表13-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 研究背景和意義16-17
• 1.2 開關(guān)電源的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排18-20
• 第二章 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器基本工作原理20-36
• 2.1 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作模式20-26
• 2.1.1 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 同步升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作模式21-26
• 2.2 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器反饋控制方式和調(diào)制方式26-30
• 2.2.1 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器控制方式27-30
• 2.2.2 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器調(diào)制方式30
• 2.3 峰值電流模升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器小信號(hào)分析30-36
• 第三章 雙相交錯(cuò)并聯(lián)和電荷泵鎖相環(huán)基本原理36-56
• 3.1 雙相交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)基本工作原理36-43
• 3.1.1 并聯(lián)均流技術(shù)36-38
• 3.1.2 DC-DC雙相交錯(cuò)并聯(lián)工作原理38-43
• 3.2 電荷泵鎖相環(huán)技術(shù)基本工作原理43-56
• 3.2.1 模擬鎖相環(huán)的傳輸函數(shù)和穩(wěn)定性分析43-50
• 3.2.2 電荷泵鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)、傳輸函數(shù)和穩(wěn)定性分析50-56
• 第四章 芯片XD1529整體設(shè)計(jì)56-68
• 4.1 芯片功能和電特性設(shè)計(jì)56-62
• 4.1.1 典型單相應(yīng)用和引腳定義56-57
• 4.1.2 電特性參數(shù)設(shè)計(jì)57-58
• 4.1.3 雙相應(yīng)用58-60
• 4.1.4 芯片內(nèi)部框圖60-62
• 4.2 芯片外圍器件選取62-68
• 4.2.1 電感的選取62-63
• 4.2.2 輸入輸出電容的選取63-64
• 4.2.3 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的確定64-68
• 第五章 關(guān)鍵模塊電路的設(shè)計(jì)與仿真68-84
• 5.1 基準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)68-73
• 5.1.1 帶隙電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生原理68-70
• 5.1.2 零溫度系數(shù)電流產(chǎn)生原理70
• 5.1.3 實(shí)際電路設(shè)計(jì)70-72
• 5.1.4 仿真驗(yàn)證72-73
• 5.2 誤差放大器電路設(shè)計(jì)73-75
• 5.2.1 誤差放大器電路73-74
• 5.2.2 誤差放大器輸出端高鉗位和降壓電路74
• 5.2.3 仿真驗(yàn)證74-75
• 5.3 電荷泵鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)75-84
• 5.3.1 鑒頻鑒相器電路設(shè)計(jì)75-76
• 5.3.2 電荷泵電路設(shè)計(jì)76-77
• 5.3.3 低通濾波器電路設(shè)計(jì)77-79
• 5.3.4 電壓電流轉(zhuǎn)換和流控振蕩器電路設(shè)計(jì)79-80
• 5.3.5 仿真驗(yàn)證80-84
• 第六章 芯片整體仿真驗(yàn)證分析84-90
• 6.1 單相應(yīng)用整體仿真84-88
• 6.1.1 上電啟動(dòng)仿真84-85
• 6.1.2 PSM/PWM穩(wěn)態(tài)工作仿真85-87
• 6.1.3 系統(tǒng)階躍響應(yīng)仿真87-88
• 6.2 雙相應(yīng)用整體仿真88-90
• 第七章 總結(jié)與展望90-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-98
• 作者簡介98-99

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 代國定;歐健;馬任月;楊令;劉躍智;;提高帶載能力的高穩(wěn)定性自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

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7 華偉;通信開關(guān)電源的五種PWM反饋控制模式研究[J];通信電源技術(shù);2001年02期

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本文編號(hào)：1079302