PWM-PFM雙模調(diào)制的高效率降壓型DC-DC開關(guān)電源芯片設(shè)計.pdf

1、借助于通訊與網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)展起來的移動互聯(lián)技術(shù)，帶動了以平板電腦、智能手機、藍牙音箱、OTT盒子等為代表的便攜式移動電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展。在電池技術(shù)難以在短時間內(nèi)有較大改進的前提下，要想延長電池的工作時間，通過優(yōu)化環(huán)路控制的方式提升電源的效率是不二選擇。本文主要是從提高便攜式SOC芯片的供電電源的電源轉(zhuǎn)換效率的角度，對降壓型開關(guān)變換器進行研究和設(shè)計。
　　首先，分析了降壓型變換器的功率損耗特點，得到影響轉(zhuǎn)換效率的重要因素是功率管上的損耗

2、。通過對比分析PWM（脈寬調(diào)制）和PFM（脈頻調(diào)制）這兩種模式的特點，采用PWM和PFM雙模式控制，以利用PWM模式在大負載電流下的高轉(zhuǎn)換效率以及PFM在小的負載電流下的高轉(zhuǎn)換效率的特點，從而提高了芯片的轉(zhuǎn)換效率。為了提高開關(guān)變換系統(tǒng)的抗擾動性能，分別對電壓單環(huán)控制和電流雙環(huán)控制的特點進行分析比較，并確定采用峰值電流型的PWM控制以及基于電流采樣的遲滯PFM控制的系統(tǒng)控制方式。
　　其次，根據(jù)本文所采用的系統(tǒng)架構(gòu)，重點介紹了峰值電

3、流型PWM調(diào)制的非理想?yún)?shù)的小信號建模，以及完成了控制環(huán)路的頻率補償設(shè)計，并對PFM調(diào)制系統(tǒng)進行了設(shè)計。
　　最后，采用CSMC0.25um BCD工藝，分析和設(shè)計了控制系統(tǒng)中的主要功能模塊電路。系統(tǒng)仿真結(jié)果顯示，在PWM模式下具有較好的抗擾動性和響應(yīng)速度，并且轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)在PWM/PFM模式之間自動切換。功耗分析，在重負載下轉(zhuǎn)換效率都在85％以上，在輕負載1mA時轉(zhuǎn)換效率達到50%，因而實現(xiàn)了全負載范圍的高轉(zhuǎn)換效率；對輸入電壓