【摘要】：設(shè)計(jì)了一種適用于同步整流降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)電路,包含電平移位、死區(qū)時(shí)間控制及過零檢測(cè)等模塊。分析了電路整體及各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)和工作原理,并基于0.35μm BCD工藝模型庫,通過Cadence Spectre進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,本電路可以有效地控制死區(qū)時(shí)間,抑制反向電流,提高轉(zhuǎn)換器的效率。
【圖文】：

波形，其中最后一個(gè)波形為Ｓ５經(jīng)反相器的輸出，即Ｓ５′的波形�？梢钥闯觯娐酚行У貙�(shí)現(xiàn)了邏輯電平由ＶＣＣ，ＧＮＤ到ＢＳＴ，ＳＷ的轉(zhuǎn)換，符合下級(jí)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)電平的要求。圖５電平移位１輸入、輸出波形４．２電平移位２仿真圖６所示為電平移位２輸入Ｌ１、輸出Ｌ２的波形。從圖中可以看出，電平移位模塊２有效地實(shí)現(xiàn)了從ＢＳＴ，ＳＷ到ＶＣＣ，ＧＮＤ的邏輯電平移位。圖６電平移位２輸入、輸出波形４．３過零檢測(cè)電路仿真圖７所示為ＤＣ－ＤＣ變換器工作在ＤＣＭ模式下，有無過零檢測(cè)電路的電感電流仿真結(jié)果。從圖７（ａ）可以看出，當(dāng)電感電流到達(dá)２７ｍＡ?xí)r，過零檢測(cè)電路輸出翻轉(zhuǎn)為低電平，使同步整流管Ｍ２關(guān)斷，有效地抑制了反向電流的增加。圖７（ｂ）為無過零檢測(cè)電路時(shí)電感電流的仿真圖，由圖可知，電感將出現(xiàn)－５１３ｍＡ的反向電流，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換器輕載時(shí)的效率。（ａ）有過零檢測(cè)電路（ｂ）無過零檢測(cè)電路圖７有無過零檢測(cè)電路電感電流仿真結(jié)果死區(qū)時(shí)間仿真圖８所示為主開關(guān)管Ｍ１柵極電平ＤＨ以及同步整流管Ｍ２柵極電平ＤＬ的仿真波形。從圖中可以看出，Ｍ２關(guān)斷到Ｍ１開啟之間的死區(qū)時(shí)間為１８．７ｎｓ，Ｍ１關(guān)斷到Ｍ２開啟之間的死區(qū)時(shí)間為１４．２ｎｓ，符合設(shè)計(jì)要求，有效地避免了兩個(gè)管子同時(shí)開啟而造成的功率損耗。圖８死區(qū)時(shí)間仿真結(jié)果表１列出了本文設(shè)計(jì)的電路與相關(guān)已發(fā)表文獻(xiàn)中電路的性能比較。表１本文電路與其他相關(guān)電路的性能對(duì)比文獻(xiàn)工藝電流檢測(cè)點(diǎn)死區(qū)時(shí)間本文０．３５μｍＢＣＤ２７ｍＡ１４

過零檢測(cè)電路仿真圖７所示為ＤＣ－ＤＣ變換器工作在ＤＣＭ模式下，，有無過零檢測(cè)電路的電感電流仿真結(jié)果。從圖７（ａ）可以看出，當(dāng)電感電流到達(dá)２７ｍＡ?xí)r，過零檢測(cè)電路輸出翻轉(zhuǎn)為低電平，使同步整流管Ｍ２關(guān)斷，有效地抑制了反向電流的增加。圖７（ｂ）為無過零檢測(cè)電路時(shí)電感電流的仿真圖，由圖可知，電感將出現(xiàn)－５１３ｍＡ的反向電流，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換器輕載時(shí)的效率。（ａ）有過零檢測(cè)電路（ｂ）無過零檢測(cè)電路圖７有無過零檢測(cè)電路電感電流仿真結(jié)果死區(qū)時(shí)間仿真圖８所示為主開關(guān)管Ｍ１柵極電平ＤＨ以及同步整流管Ｍ２柵極電平ＤＬ的仿真波形。從圖中可以看出，Ｍ２關(guān)斷到Ｍ１開啟之間的死區(qū)時(shí)間為１８．７ｎｓ，Ｍ１關(guān)斷到Ｍ２開啟之間的死區(qū)時(shí)間為１４．２ｎｓ，符合設(shè)計(jì)要求，有效地避免了兩個(gè)管子同時(shí)開啟而造成的功率損耗。圖８死區(qū)時(shí)間仿真結(jié)果表１列出了本文設(shè)計(jì)的電路與相關(guān)已發(fā)表文獻(xiàn)中電路的性能比較。表１本文電路與其他相關(guān)電路的性能對(duì)比文獻(xiàn)工藝電流檢測(cè)點(diǎn)死區(qū)時(shí)間本文０．３５μｍＢＣＤ２７ｍＡ１４ｎｓ［１］０．６μｍＢＣＤ－１．２Ａ２０ｎｓ［５］０．３５μｍＢＣＤ５９．４ｍＡ－［７］０．５μｍＢＣＤ－２５ｎｓ５結(jié)論設(shè)計(jì)了一種適用于同步降壓型ＤＣ－ＤＣ轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)電路。采用固定時(shí)間交錯(cuò)延時(shí)的控制方式，并在電路中加入了過零檢測(cè)電路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用版圖面積孝易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。通過仿真驗(yàn)證，電路合理地設(shè)置了死區(qū)時(shí)間，有效地抑制了電感反向電流，提高了轉(zhuǎn)換器的效率。（下轉(zhuǎn)第７１７頁）７１２
【作者單位】： 重慶郵電大學(xué);模擬集成電路重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【分類號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 嚴(yán)爾梅;韋遠(yuǎn)武;虢韜;楊軍;;一種適用于同步整流開關(guān)電源的過零檢測(cè)電路[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2013年08期

2 陳冠旭;戴宇杰;張小興;呂英杰;;用于降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的死區(qū)時(shí)間控制電路[J];微電子學(xué);2009年01期

3 劉焱;龔志鵬;鮑小亮;周澤坤;張波;;同步降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)級(jí)設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué);2012年02期

4 謝海武;石躍;周澤坤;明鑫;張波;;一種適用于降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的過零檢測(cè)電路[J];中國集成電路;2012年11期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 丁玲;余昭杰;李靖;周泉;杜國同;常玉春;;基于0.5m CMOS工藝的BOOST變換器設(shè)計(jì)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2012年01期

2 朱勁松;李磊;潘敏;張敬梓;;基于單端正激模型的雙向DC-DC變換器研究[J];電源世界;2012年06期

3 朱寧莉;張威;;用于降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的新穎過零檢測(cè)電路[J];微電子學(xué);2014年02期

4 楊林才;馮全源;向乾尹;;高壓BUCK轉(zhuǎn)換器低端整流管全集成驅(qū)動(dòng)方案[J];微電子學(xué);2014年03期

5 王林;袁偉濤;呂成方;張連凱;;超低熱噪聲測(cè)試供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)研究[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2014年16期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 李君;低輸入BOOST DC/DC轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

2 謝觀福;一種降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

3 馬行;柵極驅(qū)動(dòng)光電耦合器芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2012年

4 謝海武;一款恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式的降壓型變換器的分析與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2013年

5 劉潔;多模式開關(guān)電源控制器設(shè)計(jì)[D];西安科技大學(xué);2013年

6 楊林才;輕載高效Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2014年

7 鄧超玄;同步整流BUCK型DC-DC過零檢測(cè)電路設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2014年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 艾俊華,何杞鑫,方紹華;半橋驅(qū)動(dòng)器中高壓電平位移電路的研究[J];電力電子技術(shù);2005年01期

2 王輝;王松林;來新泉;郭寶龍;牟在鑫;;同步整流降壓型DC-DC過零檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2010年02期

3 徐峰;常玉春;田小建;杜國同;;PWM/PFM混合控制DC-DC變換器芯片的設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué);2006年05期

4 武振宇;方健;喬明;李肇基;;單路LDMOS實(shí)現(xiàn)的高壓電平位移電路及其應(yīng)用[J];微電子學(xué);2007年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳海;現(xiàn)代集成DC-DC變換器的高效率控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 唐圣蘭;一種高效率同步整流升壓DC-DC變換器設(shè)計(jì)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

2 趙婉婉;一種高效同步升壓型芯片中過零檢測(cè)電路的研究與分析[D];西南交通大學(xué);2008年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李銅;魏曉偉;;一種死區(qū)時(shí)間控制電路的設(shè)計(jì)[J];電焊機(jī);2012年03期

2 王真星;;數(shù)字式脈沖死區(qū)形成電路[J];電氣自動(dòng)化;1996年06期

3 陳俊棟;胡繼勝;陽同光;馬成祿;;基于兩自由度內(nèi)模電流控制的死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償[J];防爆電機(jī);2007年04期

4 鄭偉,季筱隆,劉瑋,蘇彥民,陳昆鴻;一種基于電流矢量的死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償方案[J];電氣傳動(dòng);2005年04期

5 張俊敏;;變頻器逆變單元控制死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償?shù)男路椒╗J];電氣應(yīng)用;2010年20期

6 劉明基,姚郁,王子才,方強(qiáng);逆變器死區(qū)時(shí)間對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的影響[J];微特電機(jī);2001年03期

7 黃志武;陽同光;;一種新型的矢量控制逆變器死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償[J];電氣傳動(dòng);2008年08期

8 劉伯春;錯(cuò)位無環(huán)流系統(tǒng)切換死區(qū)的可靠性分析[J];冶金自動(dòng)化;1983年06期

9 章建峰;;死區(qū)時(shí)間對(duì)正弦輸出電壓的影響研究[J];機(jī)電設(shè)備;2007年05期

10 董志意;崔玉龍;盧沖;李連玉;;基于單極調(diào)制的正弦脈寬幅度調(diào)制光伏逆變器死區(qū)時(shí)間的研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 陳寧;姜巖峰;;D類功率放大器死區(qū)時(shí)間的控制[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 嚴(yán)偉;低功耗Sigma-Delta直流轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 馮莉波;基于Q-toggle技術(shù)的核磁共振縮短死區(qū)時(shí)間研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 王維令;基于消除電流死區(qū)原理降低中頻電源變壓器諧波方法的研究[D];山東理工大學(xué);2012年

3 于彬;三相功率變流器控制單元的研究與實(shí)現(xiàn)[D];天津理工大學(xué);2013年

4 周倩;控制參數(shù)對(duì)PWM整流器性能影響的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2539605