一种高效率电流模开关电源的研究与设计

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1、摘要随着消费电子产业的蓬勃发展，作为电源和电子系统的接口，DC．DC转换器在各种电子产品里都得到了广泛的应用，特别是应用在便携式电子产品中，在如何实现系统性能和功耗的折衷方面上，DC．DC转换器更是起了关键的作用。随着集成电路技术的发展，性能良好的峰值电流模PWMDC．DC转换器已经成为市场的主流。同时由于电子产品对于持续工作的要求进一步提升，如何做到电源的高效率已经成为开发电源芯片的一个重点，这也是本论文所要深入研究的方向。本论文设计了一种升压型DC．DC电源管理芯片。芯片采用电流模PWM控制，正常的工作频率为200kHz，输入电压1．1V～3．2V，能够在O．8v时启动，

2、正常工作下转换效率到达90％以上，文章首先介绍了DC．DC转换器的工作原理和基本设计要求，深入系统地分析了峰值电流模PWMDC．DC，与电压模PWMDC-DC相比较存在的优缺点，然后从建立系统模型入手，介绍系统工作原理，着重分析了系统的稳定性以及斜波补偿的作用，并且设计完成了整个系统的控制环路等系统模块，接着从转换芯片中主要的损耗方面进行分析，提出了一些提高效率的改进手段。特别是其中改进的电流检测方案，能够在很低的功耗下准确的检测出电感电流，具有一定的创新性。电路设计中利用Cadence下的spectre对设计方案进行了模拟仿真。在完成系统模块设计之后，利用这些模块搭建成整个

3、系统，系统模拟仿真表明，系统能够稳定工作，并且满足系统设计指标。低压下启动工作，在效率上比起传统的芯片有了很大的提高，满足了对于高效率升压型电源管理芯片的要求。关键词：DC．DC转换器峰值电流模PWM稳定性电流检测ABSTRACTWiththedevelopmentofelectronicsindustry，DC-DCconvertershavebeenwidelyusedinlotsofelectronicequipments，DC—DCconvertersarethekeyrolesinthetradeoffbetweenpowerconsumptionandperfor

4、manceofpotableapplications．Atthesametimebecauseofelectronicproductscontinuedtoworktofurtherupgradetherequirements，howtOachievethehighefficiencyofpowerdevelopmenthasbecomeafocusofpowerchip，whichisalsopresentpaperstobestudiedindepthdirection．ThispaperdesignedaBOOSTDC—DCconverterswhichusingcur

5、rent-modePWMcontrol，thenormaloperatingfrequencyof200KHz，theinputvoltagerangefrom1．1Vto3．2v,with0．8Vstartup，underthenormalconversionefficiencyuptO90percent，thefirstarticleintroducedtheDC—DCconvertersworkAndthebasicprinciplesofdesignrequirements，in—depthanalysisofthesystempeakcurrentmodePWMDC

6、．DC，AndshowtheadvantagesanddisadvantagescomparedtovoltagemodePWMDC．DC，andthenintroducedprinciplesofsystemwiththeestablishmentofmodel，focusedontherolesrampwaveofcompensationplayinthestabilityofthesystem．Thencompletedthedesignofthewholesystemofcontrolloopsystemsmodules，andthenchipfromtheconve

7、rsionofthemainaspectsoftheloss，madeanumberofmeanstoimproveefficiencyimprovements．Inparticulartheimprovementofthecurrenttestingprogram，withaverylowpowerconsumptioncanbeaccuratelydetectedthecurrentofinductors．SimulationdonewithspectreintheenvironmentofCade