降壓型多轉(zhuǎn)換模式開關(guān)電容DC-DC轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計.pdf

1、近些年隨著計算機(jī)，電子技術(shù)的高速發(fā)展，便攜式電子產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，比如電子書、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品。為了滿足消費者的需求，便攜式電子產(chǎn)品不僅在功能和性能上越來越優(yōu)異，體積上也越來越小巧化。然而這些改變及優(yōu)化，對電源管理系統(tǒng)提出了更高的要求，不僅要為便攜式電子設(shè)備提供穩(wěn)定、高效、持久的電源，其設(shè)計還要符合便攜式電子產(chǎn)品小型化發(fā)展趨勢。
　　針對這一發(fā)展趨勢，本論文設(shè)計了一款降壓型多轉(zhuǎn)換模式開關(guān)電容DC-DC轉(zhuǎn)換器。為

2、了提高系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，采用了增益跳變調(diào)制技術(shù)，系統(tǒng)先根據(jù)輸入電壓選擇基本轉(zhuǎn)換模式，再根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行轉(zhuǎn)換比切換，若負(fù)載進(jìn)入重載情況下，自動切換到1X模式，提高負(fù)載驅(qū)動能力，若負(fù)載進(jìn)入輕載情況下，自動切換到低一級轉(zhuǎn)換比模式，減小不必要的能量損耗，提高整體轉(zhuǎn)換效率。此外，采用了跳周期調(diào)制技術(shù)，當(dāng)負(fù)載進(jìn)入輕載狀態(tài)下，通過減小開關(guān)頻率，可提高輕載效率。為了得到較小輸出電壓紋波，采用了紋波抑制調(diào)制技術(shù)，使轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電流與負(fù)載電流相匹配，從而降低輸

3、出電壓紋波。
　　本論文首先對開關(guān)電容DC-DC轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，然后給出系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)和框圖，進(jìn)而對每一個子模塊進(jìn)行晶體管級設(shè)計，包括帶隙基準(zhǔn)電路、振蕩電路、增益跳變電路、跳周期電路、紋波抑制電路、驅(qū)動電路等，最后基于CSMC0.5umCMOS工藝，對系統(tǒng)進(jìn)行spectre仿真，由仿真結(jié)果表明，輸入電壓在2.6V～4.2V范圍內(nèi)時，可將輸出電壓紋波控制在15mV以內(nèi)，系統(tǒng)峰值效率達(dá)到81.23％，負(fù)載調(diào)整率小于0.4％