一種基于恒定導(dǎo)通時(shí)間的多模式高效降壓型Dc-DC設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子設(shè)備的不斷發(fā)展，對(duì)電源芯片的要求也越來(lái)越高，不僅僅需要其提供穩(wěn)定的直流電源，同時(shí)也需要電源芯片具有高的轉(zhuǎn)換效率、快速的響應(yīng)速度以及更簡(jiǎn)單的控制方式。同時(shí)，不同的應(yīng)用中電源芯片的要求各有不同，需要其具有不同的特點(diǎn)，通常需要電源芯片能夠集成或兼容不同的工作模式。
　　本論文采用恒定導(dǎo)通時(shí)間(Constant On Time，COT)控制方式，設(shè)計(jì)了一款具有三種工作模式的降壓型開(kāi)關(guān)電源芯片。其中強(qiáng)制脈沖寬度調(diào)制(Forced P

2、ulse Width Modulation，F(xiàn)PWM)模式通過(guò)保持開(kāi)關(guān)頻率不隨負(fù)載電流變化的控制，實(shí)現(xiàn)低噪聲以及快速的響應(yīng);脈沖頻率調(diào)制(Pulse FrequencyModulation，PFM)方式通過(guò)輕載條件下開(kāi)關(guān)頻率的自動(dòng)降低調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高的電源轉(zhuǎn)換效率，其仿真效率最高可達(dá)95％以上;超聲(Ultra Sonic，US)模式在輕載時(shí)不但可以降低開(kāi)關(guān)頻率，而且能將開(kāi)關(guān)頻率限制在20kHz以上，以避免音頻噪聲。所設(shè)計(jì)的三種工作模式可通

3、過(guò)芯片SKIP引腳加不同的電壓選擇其中一種進(jìn)行工作。在模塊電路中，設(shè)計(jì)了模式選擇電路、誤差消除電路、導(dǎo)通時(shí)間計(jì)時(shí)器、電流限制電路、內(nèi)部低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Drop Out Regulator, LDO)、帶隙基準(zhǔn)電路等關(guān)鍵模塊，完成了電路的仿真工作，所設(shè)計(jì)的模塊電路和芯片系統(tǒng)都能達(dá)到指標(biāo)要求。
　　本文設(shè)計(jì)的DC-DC BUCK電源芯片采用韓國(guó)東部0.35μm BCD工藝，完成了芯片的電路、版圖設(shè)計(jì)以及測(cè)試工作。測(cè)試結(jié)果顯示

4、:FPWM模式下開(kāi)關(guān)頻率保持在接近400kHz;PFM模式下開(kāi)關(guān)頻率隨負(fù)載電流的降低而降低;US模式下開(kāi)關(guān)頻率的最小值可以限制在20kHz以上，三種模式的工作邏輯測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)相符，達(dá)到預(yù)期功能。本論文所設(shè)計(jì)的芯片具有三種工作模式，根據(jù)其特點(diǎn):PFPW模式可以工作于對(duì)干擾敏感的應(yīng)用中，PFM模式可以工作于對(duì)效率要求高的應(yīng)用中，US模式可以工作于對(duì)音頻噪聲敏感的應(yīng)用中。同時(shí)該芯片具有大的電流驅(qū)動(dòng)能力，可以為筆記本電腦、便攜式PC以及其他便