一種高輕載效率單電感四輸出DC-DC變換器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、單電感多輸出開關(guān)電源變換器由于需要較少的片外電感，大大減少了電路體積和成本，近幾年來一直是電源管理領(lǐng)域的研究熱點。如今，片上系統(tǒng)(System on chip,SoC)集成了很多功能模塊，每個模塊都需要單獨的電源供電，使用單電感多輸出開關(guān)電源變換器為SoC各模塊供電已逐漸成為發(fā)展趨勢。但是單電感多輸出開關(guān)電源變換器還存在輸出負(fù)載范圍較窄和輕載時能量轉(zhuǎn)換效率低等問題。因此，研究寬負(fù)載范圍高輕載效率的單電感多輸出開關(guān)電源變換器具有重要的理論

2、意義和實用價值。
　　本論文設(shè)計了一種新型的自適應(yīng)PWM/PSM切換模式單電感四輸出(Single Inductor QuadrupleOutput，SIQO)降壓型開關(guān)電源變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)四路寬負(fù)載范圍的輸出，并且在全負(fù)載范圍內(nèi)變換器都能保持較高的能量轉(zhuǎn)換效率。論文分析研究了變換器的各種損耗來源，其中主要包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，并深入研究了各種損耗隨負(fù)載電流的變化關(guān)系，得出了PWM/PSM模式切換的最佳負(fù)載切換點。根據(jù)四路負(fù)載電

3、流的不同，變換器的負(fù)載被分為三種負(fù)載情況:全輕載、全重載以及輕重混合負(fù)載，研究并確定了在不同的負(fù)載情況下變換器的控制模式，從而保證變換器在各種負(fù)載情況下均能保持較高的能量轉(zhuǎn)換效率。為了實現(xiàn)自適應(yīng)模式切換方式，本文還設(shè)計了一種用于負(fù)載檢測的電感電流過零檢測電路和次級占空比檢測電路，同時設(shè)計了用于自動調(diào)整變換器工作模式的模式切換控制電路等。
　　本論文設(shè)計的自適應(yīng)PWM/PSM模式切換SIQO變換器在Chart0.35μm CMOS工