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1、上海交通大学硕士学位论文一种电流模式同步整流降压型DC-DC转换器的设计姓名：李冬超申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：戴庆元20090101一种电流模式同步整流降压型DC-DC转换器的设计摘要目前，作为电子系统的关键接口，DC-DC转换器已在通讯、电子计算机、消费类电子产品等领域获得了广泛应用。本课题为适应便携式电子产品的应用要求，实现了一种高效率、高精度、高集成度的开关电源设计。首先，根据开关电源的国内外研究现状和趋势，从提高转换效率、可靠性、减小芯片面积、纹波等多方面考虑，给出设计指标和最优设计方案。为减小芯片面
2、积，引入自举电路，将占用大量芯片面积的PMOS功率开关管替换为NMOS功率开关管。同时为提高输出电压的精度和稳定性，用锁相环替代传统的振荡器，有效抑制开关频率随温度、输入网压的变化而变化。其次，按照系统的设计方案，设计了包括基准电压源、误差放大器、PWM比较器、锁相环、自举电路、电流采样电路以及保护电路等多个电路模块，并对这些电路模块进行了原理分析和性能仿真。最后，结合系统结构和电路模块，构建了整个实际的转换器系统，采用华虹NEC（HHNEC）0.35微米BCD工艺参数的Spectre模型，在Cadence中进行仿真。系统仿真结果表明：
3、对于不同输入电压和不同的输出需求，仿真结果均达到设计要求。同时芯片表现出快速的输入输出动态响应速度和良好的线性调整率和负载调整率，输出精度也控制在99.95%以上，系统工作性能良好，预期设计目标均已实现。关键词:电流模式,脉宽调制,锁相环,自举,过流保护DESIGNOFACURRTNTMODEDC-DCBUCKCONVERTERWITHSYNCHRONOUSRECTIFICATIONTECHNOLOGYAbstractIntegratedswitchingpowersupplieshavebeenwidelyusedincommunic
4、ationsystems,computers,andconsumerelectronicsetc.Motivatedbyportableapplicationsthatdemandhighperformance,switchingpowersuppliesaredevelopedmainlyaimingtohighefficiency,highprecisionandhighintegration.Atfirst,withoverviewofthedevelopmentofmodernswitchingpowersupply,theta
5、rgetofthecontrollerwaspresented.Then,basedonthedesigntargetofchipsystem,thesystemarchitectureofthecontrollerwasproposed.Theeffortswerefocusedonitsefficiencyimprovement,chipareareduction,systemreliabilityandtradeoffbetweenoutputvoltagerippleandefficiency.Inordertodecrease
6、theareaofthechip,self-liftcircuitisintroduced,soPMOSpowerswitchwhichoccupymuchareacanbereplacedbyNMOS.While,precisionofoutputvoltageisalsoquiteimportant,andswitchfrequencyvarywithtemperatureandinputvoltagechange,soPLLisintroducedtoachievethistarget.AftercompletingtheSyst
7、emarchitecture,somekeymoduleslikebandgapreference,erroramplifier,PWMcomparator,PLL,self-liftcircuits,currentsensorandsomeprotectioncircuitsweregivenandsimulatedin0.35umtechnology.Thecontrollerchipsystemwascompletedbasedonthesystemarchitectureandcircuitmodules.Sometypical
8、Electricalcharacteristicsweresimulatedandanalyzed.Thesystemsimulationresultsshowedthatthechiphasahighsp
