一種高效同步升壓型芯片中過(guò)零檢測(cè)電路的研究與分析.pdf

1、隨著電子和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，便攜式電子設(shè)各電源管理芯片逐漸成為功率半導(dǎo)體集成電路最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。高集成度、高效率和低成本是此類(lèi)電源芯片最重要的，特點(diǎn)。 鑒于檢測(cè)電路在高效率電流模式電源管理芯片或者其他公路電子等模擬應(yīng)用中的無(wú)法比擬的作用，當(dāng)前學(xué)術(shù)界、工業(yè)界都投入了大量的精力研究比較成熟的檢測(cè)方法以及相對(duì)應(yīng)的高性能檢測(cè)電路。 本設(shè)計(jì)研究的目的是為變換器能夠在更寬的負(fù)載范圍內(nèi)具有高效率，即變換器不僅在重載情況具有高效

2、率，同時(shí)也要提升輕載的效率。當(dāng)中小型功率設(shè)備處于閑置狀態(tài)時(shí)，即輕載或無(wú)載狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)換器的控制模式由PWM控制模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換到跳周期PFM模式，即PSM(Pulse Skipping Mode)模式。當(dāng)用電設(shè)備休眠時(shí)，電源芯片的負(fù)載為輕載狀態(tài)，意味著電感電流有可能在下一充電周期之前放電到零(Discontinuous Current Mode DCM模式)，一旦電感電流為零后，穩(wěn)壓電容就通過(guò)同步整流管對(duì)電感充電，此時(shí)電感電流變?yōu)榉聪?，本文?/p>

3、出采用零電流檢測(cè)電路，當(dāng)電感電流小于某值時(shí)，關(guān)閉同步整流管，使體二極管開(kāi)始工作，此法最大限度延長(zhǎng)了同步整流管工作的時(shí)間，并且避免了電感電流反向，實(shí)現(xiàn)了效率最大提升?？紤]到電路中存在延時(shí)，其中包括零電流比較器的轉(zhuǎn)換時(shí)間，邏輯電路延時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路延時(shí)和開(kāi)關(guān)管關(guān)閉的延時(shí)。如果將零電流檢測(cè)比較器的門(mén)限設(shè)置在電感電流剛好為零時(shí)，就很可能已經(jīng)發(fā)生電感電流倒灌，所以采取提前值關(guān)斷。本文中將零電流比較器的門(mén)限設(shè)置在電感電流為50mA，當(dāng)電感電流下降到50

4、mA時(shí)，零電流比較器翻轉(zhuǎn)，PMOS管關(guān)閉。 本文從對(duì)零電流檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)開(kāi)始，先后闡述了如何選擇控制模式，如何選擇電阻模型，以及對(duì)開(kāi)關(guān)管和整流管的尺寸進(jìn)行了研究，另外為達(dá)到更高的精確度，還進(jìn)行了電阻修調(diào)，最后提出了本設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有零電流檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的原理分析和系統(tǒng)仿真。 最后針對(duì)系統(tǒng)性能參數(shù)的變化，如性能不穩(wěn)定、參數(shù)發(fā)生漂移和退化等，對(duì)本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)電路進(jìn)行了容差分析。它大大減輕了建立電