電流模式控制PWM單片開關電源的研究與設計.pdf

1、半導體集成電路是現代電子信息產業(yè)的基礎與核心，單片開關電源被譽為高效節(jié)能電源，以其體積小、重量輕、效率高、輸出范圍寬等優(yōu)勢成為穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向。
　　 作者在大量分析PWM調制、電流模式的開關電源管理集成電路的工作原理的基礎上，提出了一種用于DC-DC變換的降壓型電源管理集成電路。該電源管理電路是在CSMC(華潤上華)0.5um標準CMOS工藝模型庫下進行設計，在CadenceSpectre下進行仿真驗證。
　　 該開

2、關電源管理集成電路的的拓撲結構為Buck型(降壓型)，工作狀態(tài)為為電感電流連續(xù)狀態(tài)，控制模式為自適應斜坡補償的峰值電流反饋模式，調制方式為PWM(脈沖寬度調制)方式。作者對組成系統(tǒng)的的子模塊：帶隙基準源、誤差放大器、鋸齒波發(fā)生器、PWM比較器、自適應補償電路、電流采樣電路、軟啟動電路、欠壓、過壓、溫度保護電路、邏輯控制電路進行了細致的設計。對構成系統(tǒng)的器件的參數進行了仔細的調整。對每個子模塊進行了仿真驗證。對模塊仿真結果和模塊工作過程進

3、行了詳細的分析。對系統(tǒng)的整體電路進行了仿真、優(yōu)化。
　　 特別是：在帶隙基準中的啟動電路利用版圖冗余晶體管設計，減小了電路的規(guī)模，靜態(tài)電流只有1-2uA，有效的降低了功耗；在帶隙基準中采用非線性二階電流INL對輸出電壓進行補償，基準電壓的溫度系數達到了2.4×10-6V/℃；在運算放大器的設計中，輸出級采用了Cascode(共源共柵)結構，減小了系統(tǒng)的密勒效應，提高了集成運放的電壓增益，提高了系統(tǒng)的PSRR(電源抑制比)和CMR

4、R(共模抑制比)，輸入管采用PMOS，減小了系統(tǒng)噪聲；在斜坡補償電路中采用自適應斜坡補償電路，較好的解決了當前應用廣泛的固定補償電路的過補償問題；在電流模式選擇中采用了峰值電流電流模式，提高系統(tǒng)的響應速度；并且設計了更加穩(wěn)定可靠的保護電路等。
　　 經對系統(tǒng)電路的仿真驗證，仿真結果表明：各個模塊均達到了預定設計要求，整體電路性能達到預定設計要求。該電源管理集成電路輸出電壓為1.8V-4.5V，輸入電壓為3.3V-5.0V，內部工