寬輸入恒壓恒流降壓型轉(zhuǎn)換器的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著越來越多的便攜式電子設(shè)備融入我們的日常生活，人們對電子設(shè)備的性能要求也在不斷的提高，這也有力的推動了我們對電源管理類芯片的研究與創(chuàng)新。寬輸入范圍、高效率、帶載能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等已成為衡量電源管理類芯片性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。因此，研究如何在不影響其他性能的前提下提高這些指標(biāo)已成為當(dāng)今開關(guān)電源設(shè)計的主要研究方向。
　　本論文對降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理做了深入的研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一款寬輸入恒壓恒流降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器

2、。該芯片采用了峰值電流模PWM控制方式，降低了環(huán)路補(bǔ)償?shù)碾y度，有效的提高了系統(tǒng)對負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力。在輕載時采用 BURST調(diào)制方式，提高了輕載時芯片的效率，使該芯片在全負(fù)載范圍內(nèi)都能保證很高的效率。論文提出了一種新穎的恒流控制方式，通過外掛電阻的阻值設(shè)置恒流模式的電流值，有效的提高了輸出電流的精確性和可控性，節(jié)省了芯片面積，并且改善了傳統(tǒng)電流采樣方式損耗大的缺點(diǎn)。根據(jù)恒壓模式下，芯片的輸出電流與誤差放大器的輸出電壓成一定的比例關(guān)系

3、，設(shè)計了一種高效的輸出電纜壓降補(bǔ)償電路，對輸出導(dǎo)線上的壓降所導(dǎo)致的輸出電壓的降低進(jìn)行了抑制，提高了輸出電壓的精確性。此外，芯片還集成了逐周期的過流保護(hù)、軟啟動、過溫、短路、過壓欠壓等多種保護(hù)功能以確保芯片的正常工作。
　　論文首先介紹了開關(guān)電源的發(fā)展趨勢以及選題的目的和意義，接著介紹了開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理，然后對開關(guān)電源的零極點(diǎn)對電壓環(huán)路和電流環(huán)路的穩(wěn)定性影響進(jìn)行了探究并討論了關(guān)于外圍器件選擇的一些問題。緊接著介紹了幾個

4、重要的子模塊和版圖設(shè)計中一些基本規(guī)則和注意事項。
　　基于某公司0.35 um BCD工藝模型，采用Candencc Spectre仿真軟件對芯片的各個子模塊進(jìn)行了設(shè)計和仿真，并對芯片功能進(jìn)行了仿真測試，完成了芯片的整體版圖設(shè)計。該轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為10V～40V，最大輸出電壓為12V，最大輸出電流為3A。正常工作情況下，轉(zhuǎn)換器的工作頻率為225KHz，效率可達(dá)94％，滿足設(shè)計指標(biāo)要求。此款芯片適用于車載充電器/適配器、便攜式