一款高效率dcdc型升压转换器的设计

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1、摘要摘要随着科技革命的发展，电力电子技术进入了一个飞速发展的时期。电源管理作为电力电子产业的源头，也随之进入了一个快速发展的阶段。目前，电源管理芯片的应用范围已经深入到导航、移动通信和消费电子等诸多领域。我所在的实习公司正是在这个大背景之下，在立足市场需求的前提下，决定基于以前产品的基础上研发新一代的DC-DC型升压转换器PT1313，在输出电压5V时，最大输出电流能达到1A，进一步满足快速充电的市场需求。本论文首先对Boost型DC-DC转换器的基本原理、控制模式、调制方式以及系统稳定性进行了详细介绍，为DC-DC型升压转换器的模块设计和系统设计提供了理论指导。在此基础

2、上提出了整个芯片的设计参数，包括控制模式，各个子模块的具体功能、外围参数的选取以及封装管脚的定义等内容。本芯片除驱动模块用输出电压供电之外，其余模块均采用输入电压供电，并且芯片具备轻重载的自动切换功能，从而使整个芯片具有较高的效率；同时采用固定频率、峰值电流模式的控制方式，从而使系统的瞬态响应更快，环路带宽更宽；另外还设计了短路保护电路，在电路发生短路后具有周期性探测和重启的功能，从而使芯片在短路故障解除以后能够自动重启，使芯片更加智能化。然后本论文完成了芯片内部几个关键的子模块的设计，带隙基准电路可以输出具有零温度系数的基准电压和基准电流，从而保证输出电压的精度和一些内

3、部运算放大器增益的稳定性；由于功率管的内置，所以在误差放大器的输出端对电路进行了内部补偿，在保证系统稳定的前提下，增大系统的带宽，加快系统的动态响应；另外还设计了PWM比较器、振荡器、欠压保护电路和测试电路等模块，最后对电路的整体性能和功能进行了仿真，其中包括软启动功能、短路保护功能和轻重载切换功能以及线性调整率、负载调整率和效率，均符合电路设计要求。本文所设计的电路是基于上华的b5212CSMC0.25μmBCD5V工艺，使用Candence完成电路各个子模块和Boost型DC-DC转换器整体电路的仿真验证。在输入电压为3.7V，输出电压为5V时，输出电压纹波为27mV

4、;线性调整率为2.8%/V；负载调整率为9.4%/A。仿真结果表明，电路功能和性能指标均满足设计要求。关键词：Boost型DC-DC转换器峰值电流模短路保护高效率论文类型：应用基础技术I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnologyrevolution,theelectronictechnologyhasenteredaperiodofrapiddevelopment.Powersupplyasasourceofelectronicindustryhasalsoentered

5、astageofrapiddevelopment.Currently,thescopeofapplicationofpowermanagementchiphasgonedeepintothenavigation,mobilecommunications,consumerelectronicandsoon.Basedonthisbackgroundandthemarketdemand,thecompanywhichIworkedasaninterndecidedtodevelopanewgenerationofDC-DCboostconverterPT1313.Itcanm

6、eetthemarketdemandoffastcharging,whentheoutputvoltageis5V,themaximumoutputcurrentcanreach1A.ThepaperintroducesthebasicprincipleofBoostDC-DCconverter,controlmode,modulationmodeandsystemstabilityfirstly,whichprovidethetheoreticalguidanceforDC-DCboostconverter.Onthebasisofthis,itpresentsthed

7、esignparameters,includingcontrolmode,thespecificfunctionofeachmodule,theperipheralparametersandthedefinitionofpackagepinsandsoon.Inadditiontothedrivemodulewiththeoutputvoltageofpowersupply,therestofthemodulesusetheinputvoltagepowersupply,andthechipcanswitchloadautom