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《一款同步恒流恒压控制的降压型变换器的研究与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要摘要随着电子电力技术的迅猛发展，便携式手持式设备种类和数量的日益增多，集成化电源管理系统已经在通信，电子计算机，消费类电子产品等领域得到了广泛的应用，移动终端的电源管理系统集成化程度越来越高。高频化、小型化、集成化已经成为未来电源管理芯片的主要发展趋势，如何在大范围、大波动输入电压条件下保持稳定工作、输出纹波小、对负载变化及时反应并作出相应调整和保证开关电源在降低自身功耗的同时提高其转换率的要求已成为芯片研究与设计的关键。本论文在深入分析了Buck型DC-DC开关电源转换器的工作原理、调制模式、电流环的稳定性以及电压环路频率补
2、偿等方面的基础上设计了一款同步恒流恒压控制的降压型DC-DC变换器芯片。该芯片的输入电压范围为8.5~36V，典型值为12V，输出电压范围为1.2~28V，典型值为5V，最大负载电流高达9.6A，采用225kHz的固定开关频率，采用同步整流技术，芯片外部连接N型功率开关管和N型续流管，简化了系统内部电路的设计，减小了驱动损耗和导通损耗同时减小了芯片面积。论文提出了一种新颖的恒流启动控制电路，通过外挂电阻控制输出电流，与传统启动电路相比启动时间短，电感电流在几个周期内快速上升至恒定峰值，维持恒流充电，输出电压快速上升，因此有效保证了
3、启动过程中的带载能力。该芯片采用PWM/PFM混合调制模式，当输出电流较大时芯片处于PWM调制模式，当输出电流较小时芯片进入PFM模式，在此模式下，当芯片进入休眠模式时，关断芯片大部分模块，仅保留基本的模块以减小静态功耗，提高芯片轻载时的效率。芯片内部具有可以把输入电压转化为芯片内部需要的5V电压的预调制电路，还集成了过温保护、过压保护、欠压关断等保护模块，提高了工作效率。正常工作条件下转换效率可达94%，从而节约成本同时减小了额外的花费。本文提出的同步恒流恒压控制的降压型变换器采用0.35μm标准BCD工艺，在Cadence软件
4、平台下，利用Spectre仿真环境在不同的工艺角和不同的环境温度下对所设计的芯片子模块以及系统整体功能完成了仿真验证。从仿真结果来看，很好地实现了恒流控制功能。此款芯片适用于车载充电器/适配器、便携式充电设备、通用CC/CV充电应用等方面。目前该芯片已完成流片，正在进行测试。关键词：开关电源，恒流恒压，降压型，DC-DCI万方数据西安电子科技大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronicandelectricpowertechnology,thei
5、ncreasingofthetypeandquantityoftheportablehandhelddevices,integratedpowermanagementsystemhasbeenwidelyusedincommunications,computer,consumerelectronicsandotherfields.Highfrequency,miniaturization,integrationhasbecomethemajortrendsinpowermanagementchipinthefuture,andho
6、wtomeettomaintainstabilityoverawiderange,largefluctuationsininputvoltage,lowoutputripple,timelyresponsetoloadchangesandadjustaccordinglyandtoensurethattheswitchingpowersupplytoreducetheirpowerconsumptionwhileimprovingtheirconversionraterequirementshasbecomeakeychipres
7、earchanddesign.Inthispaper,aBuckDC-DCconverterwithconstantcurrentandconstantvoltagecontrolisdesignedonthebasisoftheworkingprinciple,modulationmode,currentloopstabilityandvoltageloopfrequencycompensationofthestep-downDC-DC.Theinputvoltagerangeofthechipis8.5~36V,thetypi
8、calvalueis12V,theoutputvoltagerangeis1.2~28V,thetypicalvalueis5V,themaximumloadcurrentis9.6A,theworkfrequencyoftheconverteri
