本文關(guān)鍵詞：15-5V的DC-DC電源集成電路的設(shè)計(jì)　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： Buck開關(guān)電源 高效率 PWM調(diào)制 PFM調(diào)制 斜坡補(bǔ)償

【摘要】：便攜式設(shè)備的需求量隨著時(shí)間的推移而變得越來越大,其能量來源于電池。電池的供電電壓通常由化學(xué)性質(zhì)決定的,一般為恒定值。便攜式設(shè)備由許多內(nèi)部電路組成,不同的內(nèi)部電路需要的電壓可能與電池供電電壓不同,而DC-DC電源能將電池電壓轉(zhuǎn)換成符合內(nèi)部電路要求的特定電壓。盡管DC-DC能實(shí)現(xiàn)電壓的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換,但是由于功率級(jí)和控制電路存在損耗,使得DC-DC電源在寬負(fù)載范圍內(nèi)的效率不高。本文的主要目的是設(shè)計(jì)高效率Buck開關(guān)電源。功率級(jí)存在導(dǎo)通損耗,嚴(yán)重影響了DC-DC電源的效率。異步整流Buck開關(guān)電源由于肖特基二極管的導(dǎo)通壓降造成較大導(dǎo)通損耗,所以本文采用同步整流Buck開關(guān)電源,用功率開關(guān)管代替二極管,減小了導(dǎo)通損耗。然而目前沒有同步整流Buck開關(guān)電源的效率與導(dǎo)通損耗的關(guān)系式,本文提出對(duì)同步整流Buck開關(guān)電源的功率級(jí)電路進(jìn)行直流建模,根據(jù)這個(gè)模型推導(dǎo)效率公式,分析影響開關(guān)電源損耗的因素,提出效率優(yōu)化的方法�？刂齐娐反嬖陟o態(tài)功耗,不同的調(diào)制方式對(duì)靜態(tài)功耗的影響也不同。PWM模式在輕負(fù)載是效率低,而PFM在重負(fù)載時(shí)效率低。峰值電流模式在占空比大于0.5時(shí)存在亞諧波振蕩問題,使得系統(tǒng)不穩(wěn)定。所以,本文采用雙模式控制電路提高Buck開關(guān)電源在寬負(fù)載范圍內(nèi)的效率:重負(fù)載時(shí)采用PWM模式,輕負(fù)載時(shí)采用PFM模式。本文提出一種寬擺幅、低功耗的V-I轉(zhuǎn)換電路,應(yīng)用于補(bǔ)償斜率跟隨輸入電壓的變化而改變的斜坡補(bǔ)償電路,消除了亞諧波振蕩問題,維持了系統(tǒng)穩(wěn)定。本文所設(shè)計(jì)的高效率Buck開關(guān)電源集成電路基于0.25μm BCD工藝,仿真結(jié)果表明在負(fù)載范圍10-500 mA內(nèi)效率高達(dá)80%,PWM模式下紋波電壓小于12 mV,線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率分別為0.147%/V和0.0133%/mA。
[Abstract]:The demand for portable devices is increasing over time, and its energy comes from batteries, the supply voltage of which is usually determined by chemical properties. Portable devices consist of many internal circuits. Different internal circuits may require different voltages than battery supply voltages. The DC-DC power supply can convert the battery voltage to a specific voltage that meets the requirements of the internal circuit. Although the DC-DC can realize the smooth conversion of the voltage, there are losses due to the power level and the control circuit. The efficiency of DC-DC power supply is not high in the wide load range. The main purpose of this paper is to design a high efficiency Buck switching power supply. The efficiency of DC-DC power supply is seriously affected. The asynchronous rectifier Buck switching power supply is used for synchronous rectifier Buck switching power supply because of the large conduction loss caused by the voltage drop of Schottky diode. The switching loss is reduced by replacing the diode with the power switch tube. However, there is no relation between the efficiency of the synchronous rectifier Buck switching power supply and the on-loss at present. In this paper, the DC model of the power level circuit of synchronous rectifier Buck switching power supply is proposed. According to this model, the efficiency formula is derived, and the factors affecting the switching power loss are analyzed. The static power consumption exists in the control circuit, and the influence of different modulation modes on the static power consumption is also different. The PWM mode is inefficient in light load. The PFM is inefficient when the load is heavy and the peak current mode has sub-harmonic oscillation problem when the duty cycle is greater than 0.5, which makes the system unstable. In this paper, dual-mode control circuit is used to improve the efficiency of Buck switching power supply in wide load range: PWM mode for heavy load and PFM mode for light load. A wide swing is proposed in this paper. The low-power V-I converter is applied to the slope compensation circuit which compensates the slope following the change of the input voltage and eliminates the subharmonic oscillation problem. The high efficiency Buck switching power supply IC designed in this paper is based on 0.25 渭 m BCD technology. The simulation results show that the ripple voltage is less than 12mV in the load range of 10-500mA, the efficiency is as high as 80m PWM mode. The linear and load adjustment rates were 0.147 / V and 0.0133 / mA, respectively.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM46

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳小明;開關(guān)電源的技術(shù)動(dòng)向研究[J];電子質(zhì)量;2001年11期

2 丁暉;如何判斷通信開關(guān)電源的優(yōu)劣[J];現(xiàn)代通信;2001年03期

3 沈兵虎;二十一世紀(jì)開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)[J];浙江廣播電視高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2001年02期

4 江超;王又青;胡少六;;開關(guān)電源技術(shù)概況及其發(fā)展展望[J];電工技術(shù);2001年09期

5 沙占友;周萬珍;王彥朋;;特種集成開關(guān)電源的電路設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2001年05期

6 王建平;黎偉;張煒;;氘燈開關(guān)電源的研制[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2001年03期

7 周志敏;;淺析高效無污染開關(guān)電源[J];電源世界;2002年10期

8 黃剛;開關(guān)電源及其功率材料的技術(shù)新動(dòng)向[J];電氣時(shí)代;2002年10期

9 李國(guó)朝,禹定臣;開關(guān)電源高頻變換器的分析及歸類[J];天中學(xué)刊;2002年05期

10 楊淑霞,胡映;開關(guān)電源的抗干擾設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2002年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 陳永真;;一種簡(jiǎn)潔的高效率開關(guān)電源的研制[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

2 李硯泉;;回掃式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[A];信息科學(xué)與微電子技術(shù):中國(guó)科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

3 朱春節(jié);馬衛(wèi)東;郭春生;李志國(guó);呂長(zhǎng)志;;開關(guān)電源模塊可靠性研究[A];2007'第十二屆全國(guó)可靠性物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2007年

4 陳百川;陳百江;;開關(guān)電源常見故障的檢修[A];第六屆中國(guó)科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

5 屈熹;姜書艷;劉布民;;提高開關(guān)電源效率的方法研究[A];2007'中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)交流大會(huì)論文集（二）[C];2007年

6 張利光;;通信開關(guān)電源原理簡(jiǎn)析及應(yīng)用[A];河南省通信學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 鐘炎平;;開關(guān)電源的噪聲及其抑制[A];第二十屆電工理論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

8 瞿小龍;徐自強(qiáng);汪澎;;小型化開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢(shì)[A];2010中國(guó)電子制造技術(shù)論壇論文集[C];2010年

9 高峰;;計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的一般維修方法[A];河南地球科學(xué)通報(bào)2008年卷（下冊(cè)）[C];2008年

10 謝聯(lián)f;;醫(yī)療設(shè)備的開關(guān)電源的工作原理和維修[A];2011年浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 江西 陶波;山特CIKS-1kVA UPS電源原理與維修[N];電子報(bào);2011年

2 江西 徐華榮;航天牌衛(wèi)星接收機(jī)開關(guān)電源集成塊的代換[N];電子報(bào);2001年

3 山西 姚貴林;創(chuàng)維5Y21/30系列彩電開關(guān)電源原理與故障檢修[N];電子報(bào);2007年

4 成都 青化 編譯;節(jié)能型開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[N];電子報(bào);2007年

5 成都 青化 編譯;設(shè)計(jì)開關(guān)電源的注意點(diǎn)[N];電子報(bào);2007年

6 湖北 曾安君;開關(guān)電源速修法[N];電子報(bào);2005年

7 武漢 余俊芳;談?wù)勯_關(guān)電源接假負(fù)載[N];電子報(bào);2008年

8 重慶 鐘繼武;彩電開關(guān)電源維修切忌鋌而走險(xiǎn)![N];電子報(bào);2009年

9 張守才;形成綜合實(shí)力競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)[N];中國(guó)電子報(bào);2003年

10 通信產(chǎn)業(yè)報(bào)實(shí)習(xí)記者 賈曉濤;中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)通信電源技術(shù)委員會(huì)主席熊蘭英：室外開關(guān)電源應(yīng)滿足四大特點(diǎn)[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 于月森;本質(zhì)安全型開關(guān)電源基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2012年

2 周月閣;開關(guān)電源多元質(zhì)量穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 袁臣虎;開關(guān)電源DC/DC變換器電路參數(shù)及新拓?fù)溲芯縖D];天津大學(xué);2012年

4 陳乾宏;開關(guān)電源中磁集成技術(shù)的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

5 劉簾曦;基于Verilog-A HDL高層次行為模型的大功率DC/DC開關(guān)電源芯片的設(shè)計(jì)研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

6 吳景林;40T混合磁體外超導(dǎo)磁體電源的開關(guān)電源方案研究與設(shè)計(jì)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周建春;程控超高壓開關(guān)電源的研究與工程實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2008年

2 張雷明;電流模式開關(guān)電源控制芯片設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2010年

3 郭忠銀;一種綠色模式開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)[D];南華大學(xué);2010年

4 戴劍鋒;基于移相全橋150kW開關(guān)電源的控制和散熱分析[D];北京交通大學(xué);2011年

5 梅陽鳳;數(shù)字開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

6 游劍文;移相全橋開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2011年

7 張倩;大電流微功耗同步開關(guān)電源的研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2007年

8 陳雨霞;開關(guān)電源最優(yōu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2004年

9 陳煒;用于高氣壓輝光放電的全橋軟開關(guān)電源的研究[D];華中科技大學(xué);2006年

10 黃志平;一種負(fù)載適用范圍廣的節(jié)能型開關(guān)電源及其冗余控制[D];杭州電子科技大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1405247