高效率低功耗DC-DC升壓開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì).pdf

1、由大連連順電子有限公司提供的該課題的目的是設(shè)計(jì)一款高效率低功耗DC/DC升壓開(kāi)關(guān)電源。課題中參考SG3525A的原理，采用正向設(shè)計(jì)為主逆向設(shè)計(jì)為輔，Bi-CMOS工藝。在協(xié)調(diào)其他性能參數(shù)的基礎(chǔ)上電路設(shè)計(jì)時(shí)首選低功耗結(jié)構(gòu)，同時(shí)在各單元電路增加使能控制端，輕載時(shí)使系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)或沉睡狀態(tài)，從而提高效率、降低功耗。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率和降低功耗還對(duì)開(kāi)關(guān)管和外接電感電容做了優(yōu)化的設(shè)計(jì)、分析。該系統(tǒng)采用電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的PWM調(diào)制方式和對(duì)負(fù)載

2、及電源變化響應(yīng)迅速的電流型控制方式，系統(tǒng)由偏置、基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器、比較器、振蕩器、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、斜坡補(bǔ)償?shù)葮?gòu)成。決定輸出精度的基準(zhǔn)電壓源電路采用帶隙基準(zhǔn)電壓源，通過(guò)精心設(shè)計(jì)和預(yù)留修調(diào)電阻，基準(zhǔn)具有良好溫度、電壓特性，室溫下溫度系數(shù)為零，2V到10V電壓特性10ppm，基準(zhǔn)電壓1.17V。斜坡補(bǔ)償電路有效防止了電流型控制方式在開(kāi)關(guān)管脈沖占空比大于50％時(shí)輸出電壓不穩(wěn)定，同時(shí)解決輸出輕載或空載時(shí)電源失控及限流保護(hù)問(wèn)題。系統(tǒng)中誤差

3、放大器設(shè)計(jì)成低頻增益高，高頻增益低，通過(guò)外接補(bǔ)償電容，補(bǔ)償后增益帶寬積為3M，相位裕度80°。 仿真采用PSPICE軟件BSIM3v3 Model Parameters，仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)滿足要求且裕量充足。采用L-Edit軟件CSMC 1.2μm的硅柵N阱Bi-CMOS工藝對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，編寫提取文件提取版圖網(wǎng)表，LVS驗(yàn)證結(jié)果無(wú)誤。系統(tǒng)中當(dāng)輸入直流電壓小于2.35V時(shí)欠壓鎖定，輸出電壓可調(diào)范圍2.6V至15V，中度負(fù)載