一種用于Buck型DC-DC變換器的功率級數(shù)字化控制與設計.pdf

1、開關(guān)電源管理芯片廣泛應用于通信,宇航、民用家電等各個領域,它具有高集成度、高性價比、最簡單外圍電路、能構(gòu)成高效率開關(guān)電源等優(yōu)點,是當今電源研究領域的熱門話題。DC-DC的系統(tǒng)在需要大電流的輸出場合時,其功率管必須用大尺寸的管子實現(xiàn),并且必須要有足夠的驅(qū)動能力來驅(qū)動大尺寸的功率級。此時,系統(tǒng)的主要功耗就集中在功率級輸出及其驅(qū)動電路上,并且隨著負載范圍的變化,轉(zhuǎn)換效率有著不同的變化,因此對DC-DC變換器的功率級部分進行設計優(yōu)化可以提高整個

2、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率有著很大的價值。
　　 本文首先對峰值電流PWM模式的Buck型DC-DC變換器的功率級部分進行了詳細的分析,主要包括功率級輸出管以及同步整流驅(qū)動電路。死區(qū)時間的設定是同步整流技術(shù)的核心問題,因此,本文設計了一款數(shù)字自適應死區(qū)時間電路。利用本文設計的電路,輸出三位數(shù)字輸出信號,給出了8段延時路徑,使得死區(qū)時間在不同負載條件下進行了自適應調(diào)整。減小了同步整流帶來的損耗。并且分析了功率級輸出管的各種損耗,設計了一款功率

3、管自適應分段電路,產(chǎn)生三位數(shù)字控制信號,使得功率管寬度在不同負載下進行了最優(yōu)化分段?？偣灿?種分段組合,對功率管大小進行了最優(yōu)化選取,降低了功率管損耗,提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。
　　 本文基于華潤上華CSMC0.5μm CMOS工藝及Cadence和H-spice的仿真設計環(huán)境,對DC-DC變換器進行了版圖設計和系統(tǒng)級后仿真,仿真結(jié)果表明,死區(qū)時間在不同負載條件下進行了自適應調(diào)整,使得在大負載電流下,死區(qū)時間進行了有效的減少。功率