【摘要】：電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展給電源管理芯片市場帶來巨大活力,但由于更高集成化、更智能化和更高速化的趨勢,使其對電源芯片的要求更加嚴(yán)苛和多元化。本文以市場份額最大的降壓型DC-DC為研究對象,圍繞寬工作頻率范圍、外時鐘同步、寬輸入電壓范圍、高效率、快速瞬態(tài)響應(yīng)等特征,完成了芯片XD1999A的研究與設(shè)計工作。本文通過分析并對比幾種常見控制模式,設(shè)計了更優(yōu)的AOT控制系統(tǒng),其繼承了COT谷值電流模簡單、快速、穩(wěn)定、適合高頻小占空比工作等優(yōu)良特性,通過生成AOT定時器,抵消占空比的影響,使工作頻率更加集中。研究工作頻率與內(nèi)部振蕩器CLK寬范圍同步鎖頻的實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)一步設(shè)計了輸入輸出電壓自適應(yīng)調(diào)控、PLL同步調(diào)節(jié)、振蕩器頻率自動追蹤的導(dǎo)通時間定時器,消除了電路中寄生和延時的影響,最終使得工作頻率與內(nèi)部振蕩器CLK能夠在所需頻率范圍內(nèi)快速、嚴(yán)格地同步鎖定,使系統(tǒng)EMI單一,便于處理,并有效降低了PLL的性能要求,改善了系統(tǒng)瞬態(tài)負(fù)載特性,便于高頻時小體積電感和電容的應(yīng)用。研究工作頻率外同步和寬范圍調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方法,設(shè)計并優(yōu)化了芯片的外同步鎖相及頻率調(diào)節(jié)電路,構(gòu)成雙PLL調(diào)節(jié)系統(tǒng),便于芯片頻率控制和外同步應(yīng)用。設(shè)計并分析了芯片基準(zhǔn)、內(nèi)部LDO及ZCD關(guān)鍵子模塊電路;內(nèi)部LDO能將3.6~20V輸入電壓轉(zhuǎn)為芯片內(nèi)部3.3V低壓源,滿足了寬范圍輸入電壓要求,并采用電壓型和電流型米勒倍增效應(yīng)結(jié)合技術(shù),有效減小了內(nèi)部補(bǔ)償電容的面積;ZCD是芯片BURST模式下的關(guān)鍵模塊,快速比較器的設(shè)計和翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的提前都有利于輕載效率的進(jìn)一步提高�；�0.35μmBCD工藝對XD1999A進(jìn)行了電路設(shè)計,采用Cadence公司的Spectre仿真工具對各模塊及芯片整體性能指標(biāo)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明:僅1.5pF補(bǔ)償電容和2.2μF輸出電容能夠使內(nèi)部LDO在0~30mA全負(fù)載范圍內(nèi)獲得不低于65°的相位裕度和11.8dB的增益裕度,保證了穩(wěn)定性;ZCD比較器延時僅8ns,并且翻轉(zhuǎn)點(diǎn)提前了8.9ns以抵消后續(xù)邏輯延時;芯片軟啟動穩(wěn)定,輸出電壓上升平滑,在0.5M~3.5MHz可調(diào)節(jié)和1.4M~2.6MHz可外同步頻率范圍內(nèi)均能正常工作,工作頻率與內(nèi)部振蕩器CLK嚴(yán)格同步;CCM模式下100μF輸出電容,0~4A負(fù)載階躍時,輸出電壓過沖僅56.1mV,響應(yīng)時間僅24.8μs。整體穩(wěn)定性良好,瞬態(tài)響應(yīng)速度快,過沖小,并且能達(dá)到95%的峰值效率,各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。
【圖文】：

系統(tǒng)環(huán)路波特圖

短接 LPF 中的電阻 R，設(shè)置 CLKR和 CLK 分別為頻率相同，有固定相位差的兩路時鐘信號，圖 4.16(a)所示為 CLKR相位領(lǐng)先 CLK，VPLL2持續(xù)上升的仿真圖，(b)所示為 CLKR相位落后 CLK，，VPLL2持續(xù)下降的仿真圖�？梢钥吹�，VPLL2無論持續(xù)上升還是下降，波形基本無明顯抖動，并且線性度較好。
【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】：2019
【分類號】：TN402;TN792

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;42V同步降壓型穩(wěn)壓器[J];今日電子;2014年04期

2 廖吉春;;降壓型穩(wěn)壓器在儀表中的抗干擾應(yīng)用[J];科技風(fēng);2013年13期

3 ;讓解決方案尺寸銳減50%的Analog Devices Power by Linear 72V LTC7821混合式降壓型控制器[J];電源世界;2018年07期

4 ;可配置雙輸出降壓型轉(zhuǎn)換器提供3A/1A或2A/2A電流[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2009年03期

5 ;降壓型DC/DC控制器[J];國外電子元器件;2004年05期

6 ;36V輸入雙通道800mA微功率降壓型穩(wěn)壓器[J];電子設(shè)計工程;2011年04期

7 ;低V_(IN)同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器提供高達(dá)250mA的電流[J];電子設(shè)計技術(shù);2006年09期

8 ;36V、4A同步降壓型穩(wěn)壓器現(xiàn)可提供高溫“H”級和高可靠性“MP”級版本[J];電子元器件應(yīng)用;2011年11期

9 劉輝;;集成度和效率兼顧,升降壓型DC/DC滿足新興便攜設(shè)備需求[J];集成電路應(yīng)用;2010年05期

10 賈強(qiáng);亓迎川;王棟;賀根華;;降壓型功率因數(shù)校正電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜述[J];通信電源技術(shù);2018年11期

相關(guān)會議論文 前3條

1 曹勇;王飛;邵思杰;;基于UC3843的降壓型程控DC/DC電源設(shè)計[A];2009年中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

2 石靜波;;基于BUCK拓?fù)涞姆歉綦x式降壓型可調(diào)電源研究[A];2013年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

3 王媛彬;;降壓型開關(guān)變換器輸入電壓突變時的動態(tài)特性[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 湖北 朱少華 編譯;具有可調(diào)柵極驅(qū)動的60V低IQ降壓型控制器LTC3892[N];電子報;2017年

2 ;升降壓型DC/DC變換器[N];電子報;2008年

3 武漢 路石　摘編;高效率DC/DC PWM降壓型穩(wěn)壓IC MAX1685簡介[N];電子報;2007年

4 武漢 王玉龍 摘編;高效率、低功耗可控降壓型DC/DC變換穩(wěn)壓IC MAX8640Y/Z簡介[N];電子報;2007年

5 湖北 朱少華 編譯;一款同步降壓型大電流LED驅(qū)動器LT3763[N];電子報;2019年

6 廣東 余沉福;同步降壓型DC/DC控制器LTC3867[N];電子報;2011年

7 湖南 何俊仁;高壓降壓型開關(guān)電容器換塊LTC3255[N];電子報;2013年

8 江蘇 陳春;非隔離降壓型恒流驅(qū)動芯片BL8333E[N];電子報;2019年

9 江蘇 陳春;CL1503性能優(yōu)異的降壓型恒流驅(qū)動芯片[N];電子報;2019年

10 廣東 付城義;10A降壓型微型模塊穩(wěn)壓器LTM4649[N];電子報;2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 張強(qiáng);降壓型三相功率因數(shù)校正電路與魯棒控制策略的研究[D];福州大學(xué);2016年

2 楊令;DC-DC變換器驅(qū)動優(yōu)化設(shè)計與穩(wěn)定性研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

3 王輝;高性能集成降壓型DC-DC設(shè)計技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

4 李亞軍;DC-DC電源芯片電流保護(hù)及穩(wěn)定性研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 牛海領(lǐng);低功耗降壓型DC-DC技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 王俊翔;一種寬負(fù)載高效率降壓型DC-DC變換器的研究與設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2019年

3 楊攀;兼?zhèn)銼ink和Source自適應(yīng)導(dǎo)通時間控制的降壓型DC-DC研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2019年

4 徐婷婷;基于PWM和PFM雙模調(diào)制的降壓型轉(zhuǎn)換器的設(shè)計與研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

5 王小康;AOT控制內(nèi)置雙PLL降壓型DC-DC的研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2019年

6 劉俊濤;一種多相降壓型脈沖寬度調(diào)制控制器的LDO設(shè)計[D];遼寧大學(xué);2018年

7 白國欣;谷電流模式控制的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D];遼寧大學(xué);2017年

8 黃孟意;非隔離降壓型LED驅(qū)動IC的設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2018年

9 趙子龍;降壓型功率因數(shù)校正的研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

10 鄭溢;一款降壓型直流—直流開關(guān)電源的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

本文編號：2689608