BUCK型DC-DC參數(shù)動態(tài)自切換系統(tǒng)與電路設(shè)計.pdf

1、開關(guān)電源DC-DC的效率很高，通常能保持在90％以上，但在輕載時效率會嚴(yán)重下降，因此提高寬負(fù)載范圍內(nèi)的效率是現(xiàn)在研究的熱門問題。常規(guī)方式是通過降低輕載時系統(tǒng)平均頻率降低開關(guān)損耗，通用技術(shù)為PWM/PFM模式切換，該技術(shù)在輕載時效率較高但會引起較大紋波。一種既能提高效率又能抑制紋波的技術(shù)是未來發(fā)展的趨勢。
　　本論文通過對模式切換技術(shù)的研究，提出了一種新的系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)通過對電流檢測電路的監(jiān)測，判斷負(fù)載狀況，通過切換功率管寬長比、

2、工作頻率等參數(shù)提高輕載效率，并且改善了系統(tǒng)性能，有效抑制了上電過沖。本論文通過切換斜坡補償中的一些參數(shù)保證切換寬長比，工作頻率之后系統(tǒng)仍能穩(wěn)定，使得本論文提出的方案得到實現(xiàn)。論文首先對系統(tǒng)的損耗進(jìn)行分析，得到了各個負(fù)載下影響系統(tǒng)效率的因素。重載時，導(dǎo)通損耗是損耗的主體，所以論文通過增大功率管的方法降低導(dǎo)通電阻，提高重載效率；輕載時，由于大功率管的寄生電容很大造成開關(guān)損耗成了損耗的主體。本論文通過減小寄生電容降低開關(guān)損耗提高效率，大幅降低

3、功率管的同時，輕載時提高工作頻率，在保證效率的前提下大大抑制了輸出紋波，并且切換輕載下電流檢測電路的采樣系數(shù)，提高了電流檢測電路的采樣精度。系統(tǒng)分為3個工作狀態(tài)，啟動階段采用小功率管，6MHz頻率上電，抑制了上電過沖，上電完成后工作在2MHz模式下，輕載時工作在6MHz模式，帶有6個時鐘計數(shù)的切換電路可以有效地防止系統(tǒng)誤切換。
　　論文采用CSMC0.5μm CMOS工藝進(jìn)行設(shè)計，運用Cadence軟件，對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗證。首先