基于PWM控制同相Buck-Boost DC-DC轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著便攜式電子設(shè)備的廣泛使用并且具有多項(xiàng)功能，要求具有高效的電源管理解決方案來延長電池的使用壽命。電源管理系統(tǒng)為了產(chǎn)生一個(gè)固定的電源電壓，而此時(shí)電源電壓介于電池充分充電的電壓與電池未充分放電的電壓范圍之間，比如鋰離子電池，當(dāng)輸入為2．7V到4．2V時(shí)，輸出為3．3V，達(dá)到這種要求最佳的解決方法就是采用高效率，同相Buck-Boost DC-DC轉(zhuǎn)換器。 本文在對傳統(tǒng)與三模式升降壓轉(zhuǎn)換器對比分析的基礎(chǔ)上，基于VLS偏移電壓的三角波

2、與基于Vs選通信號(hào)的鋸齒波的兩種控制方式，分析了三種模式升降壓轉(zhuǎn)換器的工作原理與詳細(xì)控制方式，選擇Vs選通信號(hào)的鋸齒波控制方式完成對功率管開關(guān)的控制，并以更少的電路資源與更精確的模式轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器三種模式的無縫隙切換；其次對轉(zhuǎn)換器功率級(jí)參數(shù)以及驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并利用開關(guān)電路平均法對轉(zhuǎn)換器工作在連續(xù)導(dǎo)通模式下的降壓、降壓/升壓、升壓進(jìn)行線性化等效建模，推導(dǎo)出功率級(jí)與環(huán)路的傳輸特性，并針對此特性進(jìn)行了環(huán)路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)；最后將穩(wěn)定性分析與

3、系統(tǒng)分析結(jié)果落實(shí)到電路設(shè)計(jì)中，完成系統(tǒng)復(fù)雜特性與效率分析。 采用CSMC0．5μm CMOS工藝，運(yùn)用Cadence Spectre軟件，對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。系統(tǒng)開關(guān)頻率為IMHz，設(shè)計(jì)效率為87％，仿真獲得的典型負(fù)載下的最大效率為86％；輸入電壓2．7～4．2V、輸出電壓可達(dá)到在1．5～5V之間變化。穩(wěn)態(tài)時(shí)的開關(guān)紋波對于5V為20mV，3．3V為16mV。同時(shí)在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)版圖的規(guī)劃和布局，以及