15-5V的DC-DC電源集成電路的設(shè)計(jì).pdf

1、便攜式設(shè)備的需求量隨著時(shí)間的推移而變得越來越大,其能量來源于電池。電池的供電電壓通常由化學(xué)性質(zhì)決定的,一般為恒定值。便攜式設(shè)備由許多內(nèi)部電路組成,不同的內(nèi)部電路需要的電壓可能與電池供電電壓不同,而DC-DC電源能將電池電壓轉(zhuǎn)換成符合內(nèi)部電路要求的特定電壓。盡管DC-DC能實(shí)現(xiàn)電壓的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換,但是由于功率級(jí)和控制電路存在損耗,使得DC-DC電源在寬負(fù)載范圍內(nèi)的效率不高。本文的主要目的是設(shè)計(jì)高效率Buck開關(guān)電源。
　　功率級(jí)存在導(dǎo)通

2、損耗,嚴(yán)重影響了DC-DC電源的效率。異步整流Buck開關(guān)電源由于肖特基二極管的導(dǎo)通壓降造成較大導(dǎo)通損耗,所以本文采用同步整流Buck開關(guān)電源,用功率開關(guān)管代替二極管,減小了導(dǎo)通損耗。然而目前沒有同步整流Buck開關(guān)電源的效率與導(dǎo)通損耗的關(guān)系式,本文提出對(duì)同步整流Buck開關(guān)電源的功率級(jí)電路進(jìn)行直流建模,根據(jù)這個(gè)模型推導(dǎo)效率公式,分析影響開關(guān)電源損耗的因素,提出效率優(yōu)化的方法。
　　控制電路存在靜態(tài)功耗,不同的調(diào)制方式對(duì)靜態(tài)功耗的

3、影響也不同。PWM模式在輕負(fù)載是效率低,而PFM在重負(fù)載時(shí)效率低。峰值電流模式在占空比大于0.5時(shí)存在亞諧波振蕩問題,使得系統(tǒng)不穩(wěn)定。所以,本文采用雙模式控制電路提高Buck開關(guān)電源在寬負(fù)載范圍內(nèi)的效率:重負(fù)載時(shí)采用PWM模式,輕負(fù)載時(shí)采用PFM模式。本文提出一種寬擺幅、低功耗的 V-I轉(zhuǎn)換電路,應(yīng)用于補(bǔ)償斜率跟隨輸入電壓的變化而改變的斜坡補(bǔ)償電路,消除了亞諧波振蕩問題,維持了系統(tǒng)穩(wěn)定。
　　本文所設(shè)計(jì)的高效率Buck開關(guān)電源集成