一種高效Buck型開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著便攜式電子產(chǎn)品向著多功能化、更輕巧的方向發(fā)展，對(duì)電源產(chǎn)品提出了極大的挑戰(zhàn)，如何實(shí)現(xiàn)寬負(fù)載范圍內(nèi)高轉(zhuǎn)換效率成為電源產(chǎn)品的關(guān)鍵要求之一。而根據(jù)各功能單元的需求，DC-DC能夠提供高效、自由的電源供應(yīng)，成為便攜式電子產(chǎn)品中不可或缺的部分。
　　本文以提高Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器寬負(fù)載范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換效率為主要研究目標(biāo)，重點(diǎn)分析轉(zhuǎn)換器中各種功率損耗和系統(tǒng)控制策略的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)采用混合控制模式的必要性，并設(shè)計(jì)了一種基于占空比切換的混

2、合控制模式；然后對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵電路進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，最終完成芯片系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文把脈沖寬度調(diào)制在重負(fù)載下效率高的優(yōu)點(diǎn)與脈沖跨周期調(diào)制在輕負(fù)載下效率高的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，采用基于占空比切換的混合控制模式，在寬負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率的目的。該控制技術(shù)解決了常規(guī)切換控制技術(shù)抗噪聲能力差的問題，即解決了兩種模式在切換點(diǎn)附近容易造成不必要的功率損耗和電磁干擾問題。在實(shí)現(xiàn)效率目標(biāo)的基礎(chǔ)上，為解決傳統(tǒng)斜坡補(bǔ)償中過補(bǔ)償問題，本文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)斜

3、坡補(bǔ)償電路，解決過補(bǔ)償降低系統(tǒng)帶負(fù)載能力的問題，且保證系統(tǒng)穩(wěn)定。此外，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定、快速啟動(dòng)，并有效抑制啟動(dòng)過程中的浪涌電流和輸出電壓過沖，本文設(shè)計(jì)了一種基于變頻啟動(dòng)的軟啟動(dòng)電路。
　　本文基于CSMC0.35μm CMOS工藝，利用Cadence EDA設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)了一款基于占空比切換的混合控制Buck型開關(guān)電源。其輸入電壓范圍是3V-6V，輸出電壓1.8V，工作頻率為1.5MHz，效率在0.01-1A的負(fù)載電流范圍內(nèi)大于8