電源管理芯片作為現(xiàn)今社會電子設備中的關鍵模塊,它的性能直接決定著電子設備的好壞。開關電源以其功耗低、效率高、應用范圍廣、可集成化高等優(yōu)點,被越來越普遍的應用。恒定導通時間(Constant On Time,COT)控制Buck變換器有著瞬態(tài)響應性能好、輕載效率高等優(yōu)點,因而受到了設計人員的青睞,但是COT控制Buck變換器存在著開關頻率易受工作條件改變而變化的缺點。本文設計了一款基于鎖相環(huán)(Phase Locked Loop,PLL)調制的恒定導通時間控制Buck變換器。本文針對COT控制Buck變換器開關頻率易受工作條件改變而變化等問題,建立COT控制Buck變換器小信號模型,確定了系統(tǒng)環(huán)路的補償方案,并重點設計了頻率同步作用的鎖相環(huán)和外部時鐘同步作用的鎖相環(huán)。前一個鎖相環(huán)可以將系統(tǒng)的開關頻率鎖定到一個參考時鐘頻率,使Buck變換器穩(wěn)定工作時的開關頻率恒定不變,從而解決了傳統(tǒng)COT控制中開關頻率偏移的問題。設計鎖相環(huán)的帶寬為Buck變換器環(huán)路帶寬的四分之一左右,保證了瞬態(tài)階躍時,保持COT控制模式瞬態(tài)響應速度快的特點,讓Buck變換器的輸出電壓快速的恢復,不至于被鎖相環(huán)降低響應速度。...

【文章頁數】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及研究意義
    1.2 開關電源的發(fā)展動態(tài)
    1.3 文章主要工作及組織結構
第二章 Buck變換器的原理與分析
    2.1 Buck變換器的工作原理
    2.2 Buck變換器的工作模式
        2.2.1 連續(xù)導通模式
        2.2.2 不連續(xù)導通模式
    2.3 Buck變換器控制方式
        2.3.1 電壓控制方式
        2.3.2 峰值電流控制方式
        2.3.3 遲滯控制方式
        2.3.4 COT控制方式
    2.4 本章小結
第三章 基于PLL調制的Buck變換器原理與分析
    3.1 整體系統(tǒng)電路
        3.1.1 鎖相環(huán)調制頻率的原理
        3.1.2 頻率同步鎖相環(huán)的模型建立與分析
    3.2 COT控制Buck變換器的模型與分析
        3.2.1 COT控制Buck變換器的模型建立
        3.2.2 系統(tǒng)的補償設計
    3.3 本章小結
第四章 基于PLL調制的Buck變換器設計
    4.1 時鐘同步PLL電路
        4.1.1 鑒頻鑒相器
        4.1.2 電荷泵
        4.1.3 振蕩器
        4.1.4 時鐘選擇電路
        4.1.5 RT電流產生電路
        4.1.6 分頻器電路
        4.1.7 PLL整體電路仿真
    4.2 頻率同步PLL電路
        4.2.1 T_ON
VOUT電路
        4.2.2 T_ON產生電路
    4.3 整體電路的仿真
        4.3.1 仿真電路設計
        4.3.2 上電過程仿真
        4.3.3 負載階躍仿真
        4.3.4 調整率仿真
    4.4 整體電路的測試
        4.4.1 版圖設計
        4.4.2 測試版設計
        4.4.3 測試分析
    4.5 本章小結
第五章 基于PLL調制的Buck控制器設計
    5.1 整體電路結構
    5.2 DCR電流采樣電路設計
    5.3 整體電路仿真
        5.3.1 上電過程仿真
        5.3.2 負載階躍仿真
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3812384