基于紋波自適應(yīng)關(guān)斷時間控制的單電感多輸出直流-直流轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計.pdf

1、近幾年來以智能手機、平板電腦、電子書等為代表的新型便攜式電子設(shè)備已經(jīng)成為進一步深化技術(shù)革命的中堅力量。而作為消費者最關(guān)心的問題，便攜式設(shè)備的續(xù)航能力需要通過對其中不同的模塊分別提供與其所對應(yīng)的寬負載范圍電源電壓來加以提升，但這也同時增加了電源管理模塊的實現(xiàn)成本。由于單電感多輸出直流-直流轉(zhuǎn)換器可以在僅使用一個片外電感的基礎(chǔ)上提供多個高轉(zhuǎn)換效率的輸出電壓，從而減小片外元件數(shù)量和產(chǎn)品成本，因此成為了直流轉(zhuǎn)換器的一個熱點研究方向。
　　

2、本論文研究了單電感多輸出轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)與工作特性，并通過對目前現(xiàn)有的控制方法進行調(diào)研與總結(jié)，分析了多輸出結(jié)構(gòu)其本身存在的問題和現(xiàn)有控制方法的不足之處。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于紋波的自適應(yīng)關(guān)斷時間控制方法來解決單電感多輸出轉(zhuǎn)換器中效率與交調(diào)之間的矛盾，并且該控制方法同時擁有較快的響應(yīng)速度以及較小的實現(xiàn)復(fù)雜度。本論文還將該控制方法應(yīng)用于一款降壓型單電感四輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器進行芯片設(shè)計與測試，從而驗證該控制方法的穩(wěn)定性與實用性。

3、　　本論文設(shè)計的基于紋波自適應(yīng)關(guān)斷時間控制的降壓型單電感四輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器電路基于GF2P4M0.35μm CMOS工藝進行設(shè)計與流片驗證，并采用片外4.7μH的電感和10μF的輸出電容。測試結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率在不同的輸入輸出情況下都能鎖定在1MHz開關(guān)頻率，同時各路輸出電壓紋波均小于30mV。對于動態(tài)特性而言，轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)快速的負載響應(yīng)且交調(diào)小于0.04mV/mA，而DVS響應(yīng)的速度也達到50mV/μs。轉(zhuǎn)換器的峰值效率