基于片內(nèi)PID補(bǔ)償器的高壓大功率Buck變換器設(shè)計(jì).pdf

1、降壓型開(kāi)關(guān)變換器以其高效率逐漸取代了線性穩(wěn)壓器而廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中。近年來(lái)隨著工業(yè)電源和汽車(chē)電源的迅猛發(fā)展，對(duì)開(kāi)關(guān)變換器提出了新的技術(shù)要求，如在寬輸入電壓、寬負(fù)載和寬溫度變化范圍內(nèi)穩(wěn)定地工作，以及簡(jiǎn)單的外圍電路設(shè)計(jì)和更小的系統(tǒng)占板面積。
　　本論文設(shè)計(jì)了一款基于片內(nèi)PID（Proportion Integration Differentiation，比例積分微分）補(bǔ)償器的高壓大功率電壓模式 Buck變換器。該變換器的開(kāi)關(guān)頻率

2、為300KHz，輸入電壓范圍為8V~30V，最大負(fù)載電流為5A，效率高達(dá)87％，線性調(diào)整率小于0.02%/V，負(fù)載調(diào)整率小于0.01%/A；采用有源電感、有源電容以及密勒電容實(shí)現(xiàn)片內(nèi) PID補(bǔ)償，從而簡(jiǎn)化了芯片外圍電路的設(shè)計(jì)、減小了系統(tǒng)的占板面積；通過(guò)改變 PID補(bǔ)償器中低頻極點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)增益補(bǔ)償，以保證在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)反饋環(huán)路的穩(wěn)定性；軟啟動(dòng)電路防止了芯片啟動(dòng)時(shí)浪涌電流和過(guò)沖電壓的出現(xiàn)；頻率折返式振蕩器、打嗝模式的短路保護(hù)電路以及

3、智能過(guò)溫保護(hù)電路可以有效地防止芯片在異常工作狀態(tài)下發(fā)生損壞。
　　本文首先分析Buck變換器的工作原理，介紹PWM和PFM兩種調(diào)制模式以及電壓和電流兩種控制模式的原理和優(yōu)缺點(diǎn)；接著從電壓模式的Buck變換器出發(fā)，分析了環(huán)路的頻率補(bǔ)償原理以及芯片設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素，如效率、安全性和EMI等。
　　然后，根據(jù)芯片的性能指標(biāo)，分析設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)的整體架構(gòu)；基于UMC0.6-μm BCD工藝，對(duì)作者所負(fù)責(zé)的子電路進(jìn)行詳細(xì)地分析和