一種高效Buck型開關(guān)電源的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著便攜式電子產(chǎn)品向著多功能化、更輕巧的方向發(fā)展，對電源產(chǎn)品提出了極大的挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)寬負載范圍內(nèi)高轉(zhuǎn)換效率成為電源產(chǎn)品的關(guān)鍵要求之一。而根據(jù)各功能單元的需求，DC-DC能夠提供高效、自由的電源供應，成為便攜式電子產(chǎn)品中不可或缺的部分。
　　本文以提高Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器寬負載范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換效率為主要研究目標，重點分析轉(zhuǎn)換器中各種功率損耗和系統(tǒng)控制策略的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)采用混合控制模式的必要性，并設(shè)計了一種基于占空比切換的混

2、合控制模式；然后對系統(tǒng)中的關(guān)鍵電路進行了分析設(shè)計，最終完成芯片系統(tǒng)的設(shè)計和實驗驗證。本文把脈沖寬度調(diào)制在重負載下效率高的優(yōu)點與脈沖跨周期調(diào)制在輕負載下效率高的優(yōu)點結(jié)合起來，采用基于占空比切換的混合控制模式，在寬負載范圍內(nèi)實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率的目的。該控制技術(shù)解決了常規(guī)切換控制技術(shù)抗噪聲能力差的問題，即解決了兩種模式在切換點附近容易造成不必要的功率損耗和電磁干擾問題。在實現(xiàn)效率目標的基礎(chǔ)上，為解決傳統(tǒng)斜坡補償中過補償問題，本文設(shè)計了一種自適應斜

3、坡補償電路，解決過補償降低系統(tǒng)帶負載能力的問題，且保證系統(tǒng)穩(wěn)定。此外，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定、快速啟動，并有效抑制啟動過程中的浪涌電流和輸出電壓過沖，本文設(shè)計了一種基于變頻啟動的軟啟動電路。
　　本文基于CSMC0.35μm CMOS工藝，利用Cadence EDA設(shè)計工具，設(shè)計了一款基于占空比切換的混合控制Buck型開關(guān)電源。其輸入電壓范圍是3V-6V，輸出電壓1.8V，工作頻率為1.5MHz，效率在0.01-1A的負載電流范圍內(nèi)大于8