基于BUCK型DC-DC轉(zhuǎn)換器的高性能誤差放大器設計.pdf

1、開關(guān)電源因其具有穩(wěn)壓輸入范圍寬、效率高、功耗低、體積小、重量輕等顯著特點而得到了越來越廣泛的應用，從家用電器設備到通信設施、數(shù)據(jù)處理設備、交通設施、儀器儀表以及工業(yè)設備等都有較多應用，尤其是作為便攜式產(chǎn)品的電池提供高性能電源輸出，比其他結(jié)構(gòu)具有不可超越的優(yōu)勢。開關(guān)電源的穩(wěn)定性直接影響著電子產(chǎn)品的工作性能。誤差放大器是直流開關(guān)電源系統(tǒng)中電壓控制環(huán)路的核心部分，其性能優(yōu)劣直接影響著整個直流開關(guān)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因而分析系統(tǒng)對誤差放大器的性能

2、需求并在此基礎上設計出滿足系統(tǒng)需求的高性能誤差放大器是本論文的主要研究目標。 本文誤差放大器的設計基于一款Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的設計需求，從系統(tǒng)穩(wěn)定性、負載調(diào)整率及響應速度要求的角度出發(fā)，首先對該款Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)電壓控制環(huán)路進行小信號建模并分析系統(tǒng)控制環(huán)路零極點分布，確定環(huán)路補償策略，進而在系統(tǒng)級對誤差放大器的主要性能參數(shù)進行設計并通過HSPICE仿真軟件驗證了其正確性。其次基于系統(tǒng)級對誤差放大器的性

3、能參數(shù)設計，提出了一種滿足該系統(tǒng)需求的誤差放大器晶體管級結(jié)構(gòu)，其核心電路采用BJT組成的兩級跨導運算放大器(OTA)結(jié)構(gòu)，在放大器差分級的有源負載中加入了等值匹配電阻，使得差分級小信號直流增益和跨導可調(diào)，從而簡化了電路設計使得誤差放大器的小信號直流增益和跨導較易被調(diào)節(jié)到滿足系統(tǒng)需求的值。另外在誤差放大器的OTA結(jié)構(gòu)中加入了動態(tài)跨導調(diào)整電路，加快了系統(tǒng)的大信號動態(tài)響應速度。最后根據(jù)系統(tǒng)對誤差放大器性能需求的分析，對誤差放大器進行優(yōu)化，在核