【摘要】：本論文基于西安電子科技大學(xué)電路CAD所科研項目“深亞微米數(shù)模混合專用集成電路關(guān)鍵理論研究及設(shè)計實現(xiàn)”,設(shè)計了一款具備恒流輸出功能的Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1415。與一般的DC-DC轉(zhuǎn)換器相比,恒流輸出是一種全新的功能,不需要復(fù)雜的外圍電路,轉(zhuǎn)換器XD1415可以在片內(nèi)實現(xiàn)恒流輸出功能,可以有效地提高轉(zhuǎn)換器的帶載范圍,并且節(jié)約成本。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器由于受到過流保護(hù)功能的限制,在電流達(dá)到過流保護(hù)電流值時會關(guān)斷轉(zhuǎn)換器,而本文所述轉(zhuǎn)換器利用恒流輸出功能限制最大電流以提高轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載范圍。轉(zhuǎn)換器XD1415主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備如手機(jī)、PAD以及移動電源等,具有高效率,高集成度的特點,可以為便攜式電子設(shè)備提供穩(wěn)定持續(xù)的輸出,延長電池使用壽命。轉(zhuǎn)換器采用同步整流方式,簡化了外圍電路。論文首先介紹集成電路技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,對常用的直流穩(wěn)壓技術(shù)(線性穩(wěn)壓器、電荷泵以及DC-DC轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行了簡單的介紹;然后對DC-DC轉(zhuǎn)換器的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(升壓型,降壓型以及升壓降壓型)進(jìn)行了分析說明,根據(jù)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)電路圖,推導(dǎo)出連續(xù)導(dǎo)通模式與非連續(xù)導(dǎo)通模式之間的臨界條件,同時也對DC-DC轉(zhuǎn)換器的不同內(nèi)部控制方式:電壓�？刂�、峰值電流�？刂�、平均電流模控制以及遲滯電流�？刂七M(jìn)行了詳細(xì)介紹,對脈沖寬度調(diào)制和脈沖頻率調(diào)制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹;接下來對轉(zhuǎn)換器XD1415的各項性能指標(biāo)做了具體的介紹,給出了轉(zhuǎn)換器的XD1415的控制部分的環(huán)路架構(gòu)圖,并對實現(xiàn)恒流輸出功能的電流環(huán)路的具體工作方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析,轉(zhuǎn)換器XD1415采用峰值電流�？刂�,PWM調(diào)制,同時在峰值電流模環(huán)路的基礎(chǔ)上,添加了一個電流環(huán)路來實現(xiàn)恒流輸出功能,當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到一定值時,轉(zhuǎn)換器XD1415通過逐漸降低輸出電壓的方式而使輸出電流保持不變,恒流輸出狀態(tài)下的輸出電流值可以通過外置電阻調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)換器工作頻率為800kHz,內(nèi)部集成軟啟動、過溫保護(hù)以及過流保護(hù)功能;然后對轉(zhuǎn)換器XD1415的部分模塊電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹,有使能模塊、欠壓鎖存模塊、頻率發(fā)生器模塊、平均電流采樣模塊、斜坡補(bǔ)償模塊、GMI放大器模塊和VREFX模塊,并分別給出了仿真驗證結(jié)果和分析,這些模塊作為轉(zhuǎn)換器XD1415控制部分的核心模塊,其性能直接影響轉(zhuǎn)換器的最終性能;最后給出了轉(zhuǎn)換器XD1415的整體仿真結(jié)果,結(jié)果表明轉(zhuǎn)換器XD1415可以很好的實現(xiàn)所預(yù)設(shè)的恒流輸出功能,在輸出電流小于所設(shè)定的恒流輸出電流值時,轉(zhuǎn)換器工作在恒壓輸出模式;當(dāng)輸出電流大于所設(shè)定的恒流輸出電流值,轉(zhuǎn)換器工作在恒流輸出模式。本論文所描述的轉(zhuǎn)換器XD1415的系統(tǒng)部分以及模塊電路,采用0.5um BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工藝,運(yùn)用Cadence、Hspice等仿真工具對各個模塊以及整個系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗證,仿真結(jié)果表明,轉(zhuǎn)換器XD1415的各項性能指標(biāo)均達(dá)到要求,可以實現(xiàn)預(yù)設(shè)的恒流輸出功能。
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【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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本文編號：2459117