功率管分段驅(qū)動(dòng)的Buck變換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、手機(jī)、平板等移動(dòng)智能設(shè)備飛速發(fā)展，它們的功能越來越多，體積卻越來越小，致使電子系統(tǒng)的能耗密度大大增加；電池的性能在近年來卻始終都沒有出現(xiàn)較明顯的提升。兩者不同的發(fā)展?fàn)顟B(tài)給電子系統(tǒng)的續(xù)航時(shí)間帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何有效地提高電子系統(tǒng)的能量利用率、延長電池壽命，成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　電源管理芯片，是電子系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)換者，提高該類芯片的能量轉(zhuǎn)換效率，是提高電子系統(tǒng)能量利用率的有效手段。本文從節(jié)省能量的角度出發(fā)，提出并實(shí)現(xiàn)了一種功率管

2、分段驅(qū)動(dòng)的Buck變換器控制芯片。功率管分段驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一種改善開關(guān)電源變換器效率尤其是輕載效率的重要手段，其基本原理是：改變功率管尺寸來折衷功率管上的導(dǎo)通損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，使兩者之和始終處于較小的水平，從而提高變換器的變換效率。
　　本文提出的功率管具體分段方案為：在連續(xù)電感電流模式（Continuous Current Mode，CCM）下，采用SenseFET電流采樣模塊檢測(cè)負(fù)載電流，決定功率管大段開啟段數(shù)；在斷續(xù)電感電流模式（

3、Discontinuous Current Mode，DCM）下，采用時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（Time Digital Converter，TDC），檢測(cè)功率管導(dǎo)通時(shí)間以推斷負(fù)載電流，決定功率管小段開啟段數(shù)；負(fù)載電流極小時(shí)，變換器環(huán)路進(jìn)入PSM工作模式，只開啟1小段功率管。
　　本文先簡述了課題的研究背景，然后介紹了Buck變換器和功率管分段驅(qū)動(dòng)各自的基本理論；接著確定了分段方案，并完成了電流采樣模塊、時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、誤差放大器模塊等關(guān)鍵模塊