一款高效同步降压型dcdc转换器xd38873的研究与设计

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3、成为便携式电子产品的主流结构。本文基于该背景设计了一款高效同步降压型DC-DC转换器芯片XD38873。本论文首先介绍了本课题的研究意义，电源管理IC的发展现状以及其未来的发展趋势。然后详细介绍了DC-DC转换器相关的基本理论，包括三种拓扑结构和原理分析。由于XD38873是一款降压型转换器，所以后续对Buck型DC-DC转换器做了详细分析，并介绍了芯片中所用到的同步整流技术和斜坡补偿技术。随后，对芯片XD38873的电气特性和系统结构进行了分析，针对拓扑结构中主要器件的选择作了详细介绍。而后给出了芯片部分子模块电路的设计原理分析以及仿真与验证。最后介绍了XD3

4、8873芯片的版图设计，完成了整个电路的仿真分析，并全面验证了该芯片的设计指标。本文设计的高效同步降压型DC-DC转换器采用同步整流技术，使用MOS管作为同步续流管，取代了先前的肖特基二极管作为续流管，有效解决降压型DC-DC转换器在轻载情况下效率低下的问题，在全负载范围内效率最高可以达到95%。芯片XD38873负载异常时采用了变频技术，在振荡器模块中添加了检测输出信号变化的判断电路，一旦芯片处于短路或者过载时，判断电路起作用，及时降低系统频率。与此同时，芯片在短路异常时，还可以触发HICCUP模式，对芯片进行保护，直到异常移除。芯片XD38873采用EN引脚

5、复用技术，通过EN引脚既可以控制芯片的使能开关，也可以同步外部的时钟信号，这样很大程度上扩大了芯片的应用范围。芯片内部设置了软启动模块，防止芯片在启动过程中出现浪涌电流及过冲电压对系统造成损害。XD38873转换器芯片拥有自己的PG（PowerGood）模块，可以指示电源电量是否够用，一旦电量不足，芯片可以给出指示，以方便用户使用。芯片具有过流，过压，短路，过零，过温等保护模块，保证了芯片正常工作的可靠性和安全性。该电路的整体设计基于0.5μmBCD工艺，采用Cadence软件对芯片进行了仿真与验证。仿真结果表明，芯片各项指标都能满足设计要求，性能稳定。基于以上

6、的设计与验证，设计了芯片XD38873的版图，芯片版图的设计非常重要，保证了设计者所设计的功能得以真正实现。关键词：降压型DC-DC，同步整流，高效率I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTABSTRACTSinceenteringintwenty-firstCentury,withthedevelopmentofsociety,newtechnologyhasdevelopedrapidly.Whichhasgreatlyfacilitatedpeople'slives.people'spursuitofqualitylifebeco

7、mingmoreandmorehigh.Thishaspromotedtherapiddevelopmentofportableelectronicproductsmarket.Switchingpowersupplywithhighefficiency,lowcostandhighintegrationhasbecomethemainstructureofportableelectronicproducts.Basedonthisbackground,ahighefficiencysynchronousbuckDC-DCconverterchipXD38873

8、isdesigned.T