本文關鍵詞：一種大電流低功耗的BUCK型DCDC芯片設計

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【摘要】：隨著人類的腳步邁進二十一世紀,電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度也邁上了一個新臺階,電子類科技產(chǎn)品越來越多的進入到人們的生活當中,影響了無數(shù)普通人生活的方方面面。小到個人的家庭生活,大到工業(yè)化生產(chǎn)、國防軍工,無一不是受到電子信息產(chǎn)業(yè)的巨大影響而產(chǎn)生了巨大而且深刻的變革。開關電源也朝著大電流密度高效率的方向不斷發(fā)展著。本文設計了一種大電流低功耗的BUCK型DCDC芯片,該芯片采用PWM模式,內(nèi)部振蕩器頻率500KHz。輸入電壓為5.5V到60V,芯片內(nèi)部集成功率開關管,輸出電流最大達到3A,在典型應用5V2A狀態(tài)下調(diào)整器效率達到87%。本論文首先簡單介紹了開關電源的基本現(xiàn)狀和開關電源電路的基本原理,分析了兩個能夠影響芯片輸出最大電流和靜態(tài)功耗的結構:斜坡補償和電路驅動模塊。針對斜坡補償帶來的問題提出了線性斜坡補償和反斜坡補償?shù)母倪M方法。針對電路驅動模塊提出了一種高速低耗能的新型結構。從解決問題思路到數(shù)學模型推導到實際電路搭建對這兩種電路進行了詳細的闡述。最后決定采用PWM調(diào)制模式,峰值電流控制模式,再結合分段線性斜坡補償和一種特殊結構的驅動電路相結合的設計方案。最后采用上華2 um的BJT工藝對電路的性能進行了仿真,結果表明文中對傳統(tǒng)結構的改進起到了提升流限值,提高效率的作用。最終的仿真數(shù)據(jù)表明該設計達到了預期的設計目標。
【關鍵詞】：PWM 分段線性斜坡補償 驅動電路 BUCK調(diào)整器
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN402
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 DCDC開關電源簡介9-10
• 1.2 開關電源國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 本課題的研究目的和研究意義11
• 1.4 本論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排11-13
• 第二章 DCDC開關電源電路基本原理13-26
• 2.1 變換器的拓撲結構14-20
• 2.1.1 BUCK型拓撲結構14-17
• 2.1.2 BOOST型拓撲結構17-19
• 2.1.3 BUCK-BOOST型拓撲結構19-20
• 2.2 BUCK結構變換器的工作原理20-24
• 2.2.1 開關電源的調(diào)制方式20-22
• 2.2.2 開關電源的控制模式22-24
• 2.3 開關電源電流控制模式的斜坡補償24-25
• 2.4 開關電源驅動電路25-26
• 第三章 影響輸出電流和芯片功耗的因素和改進方法26-34
• 3.1 斜坡補償對電路特性的影響及改善方法26-31
• 3.1.1 普通斜坡補償電路原理及缺點26-28
• 3.1.2 分段線性斜坡補償28-29
• 3.1.3 反斜坡補償?shù)母倪M方法29-31
• 3.2 驅動電路對電路特性的影響及優(yōu)化方法31-33
• 3.2.1 最小開關轉換時間31
• 3.2.2 靜態(tài)電流31-32
• 3.2.3 BOOST對驅動電路效率的影響32-33
• 3.2.4 BIAS對電路效率的影響33
• 3.3 本章小結33-34
• 第四章 相關電路模塊的分析與設計34-54
• 4.1 斜坡補償電路的設計與仿真34-39
• 4.1.1 三段線性斜坡電路的設計34-36
• 4.1.2 斜坡補償模塊電路全圖36-37
• 4.1.3 斜坡補償電路的仿真驗證37-39
• 4.2 驅動電路的設計與仿真39-45
• 4.2.1 驅動電路的設計39-42
• 4.2.2 驅動模塊電路全圖42
• 4.2.3 驅動電路模塊的仿真42-45
• 4.3 電流比較器的設計與仿真45-52
• 4.3.1 電流比較器的設計45-46
• 4.3.2 電流比較器模塊電路圖46-51
• 4.3.3 電流比較器模塊的仿真51-52
• 4.4 本章小結52-54
• 第五章 電路整體設計結構與仿真驗證54-67
• 5.1 電路系統(tǒng)整體架構圖54-58
• 5.2 系統(tǒng)外圍結構58-59
• 5.3 電路仿真結果59-66
• 5.4 電路版圖設計66-67
• 第六章 總結67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71
• 攻讀碩士期間研究成果71-72

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本文編號：1056092