Buck型DC-DC开关电源的研究与设计
Research and Design of Buck DC-DCSwitching Power Supply
随着便携式电子设备的快速发展,对便携式电子设备的电源管理芯片的性能特性提出了更高的要求.本文在分析DC-DC开关电源的基本原理基础上,对适应于便携式电子设备的Buck型DC-DC开关电源进行了研究与设计.工作的主要内容如下:第一,本文在分析DC-DC开关电源的基本工作原理基础上,对DC-DC开关电源的环路控制方式、调制方式以及性能参数等进行了分析介绍.第二,在分析峰值电流模式控制DC-DC开关电源的稳定性基础上,设计了恒定斜率斜坡补偿电路和自适应斜坡补偿电路等两种适用于DC-DC开关电源的斜坡补偿电路,并采用HHNEC 0.35μm BCD工艺对电路进行了仿真验证.仿真结果表明:所设计的两种斜坡补偿电路都能够有效地避免开关电源系统的次谐波振荡;同时,自适应斜坡补偿电路能够提供随着输入电压变化而变化的补偿斜坡电压,能够在一定程度上避免系统的过补偿.第三,本文基于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)的峰值电流模式控制的Buck型DC-DC开关电源拓扑结构,设计了误差放大器、锯齿波振荡器、内部低压差(Low Dropout,LDO)稳压器、软启动电路、带隙基准、电流采样电路、PWM比较器以及逻辑控制等基本子电路,并采用HHNEC 0.35μm BCD工艺对每个子电路进行了仿真.最后,在所设计的Buck型DC-DC开关电源的子模块基础上,本文采用HHNEC 0.35μm BCD工艺设计了一种Buck型DC-DC开关电源并进行了仿真验证.仿真结果表明:DC-DC开关电源的输入电压范围为4.5V~18V、输出电压为3.3V、最大输出电流为5A、软启动时间为0.6ms、线性调整率为0.07%/V、负载调整率为0.075%/A、纹波电压为62mV.本文所设计的DC-DC开关电源获得非常好的性能特性,满足便携式电子设备的性能特性要求.
- 作者：
- 余泞江
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 专业名称：
- 集成电路工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 周前能
- 中图分类号：
- TN86
- 关键词：
- Buck；DC-DC开关电源；峰值电流模式控制；BCD工艺
- Buck； DC-DC switching power supply； peak current-mode control； BCD process