一款电流模同步升压型dcdc转换器xd1407的设计

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1、Designofacurrentmodesynchronousstep-upDC-DCconverterXD1407AthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicScienceandTechnologyByZhaolinglingSupervisor:Prof.LaixinquanNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下

2、进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部

3、分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要本论文以设计高性能芯片为目标，结合当前需求，在以西安电子科技大学的科研项目“电源管理类集成电路关键技术的理论研究与设计”的基础上，设计了一款DC-DC转换器XD1407。论文首先对开关电源进行了介绍，然后结合当前市场情况，分析了开关电源的核心组成部分DC-DC转换器的重要性及发展趋势；接着详细阐述了直流转换器的基本理论知识和工作过程，并对升压型DC-DC转换器的控制方式及效

4、率进行了仔细研究，结合本芯片的特点，选取合适的控制方式即电流模式，同时提出了提高效率的解决方案；然后对芯片XD1407整体架构进行了分析与设计，针对该芯片的环路稳定性进行系统性建模，推导了该芯片在工作时的零极点位置，并对本芯片的稳定性作出了仿真验证；继而对芯片XD1407的关键模块进行电路设计与仿真验证，验证结果均符合设计要求；本论文的最后一章是对芯片XD1407整体电路仿真结果的介绍。升压型XD1407的工作频率为500kHz，固定不变，采用峰值电流模式控制，内置功率开关管和同步整流管，使其在应用时外围电路简单化，节省PCB面积；XD1407工作电压范围为2.5V-5V，在该工作

5、范围内峰值电流为8A，带载能力可以达到5A；芯片内部设计了软启动电路，有效防止了因输出电压或电感电流的过冲对芯片造成的损害；XD1407有两种工作模式即PWM模式和轻负载模式，当负载较小时，通过检测电感电流信息判断该芯片工作于轻负载模式，该模式下芯片在连续工作几个周期后，可进入休眠状态，休眠期间，主开关管和同步管都不能导通，将芯片内部大部分模块关断，使芯片的静态电流降低，减小到55uA，此时导通损耗及开关损耗可以几乎为零，输出电压开始下降。电路中通过检测反馈电压FB来控制输出电压的下降量，利用高精度比较器输出脉冲控制信号，通过逻辑电路的处理后控制芯片退出休眠状态，如此反复工作；随着

6、负载的逐渐增大，电感电流随之升高，该芯片转换为PWM工作模式，两种工作模式之间可平滑切换，保证该芯片在整个负载范围内均可以得到较高的转换效率，同时具有较小的输出电压纹波；通过对升压型DC-DC转换器的仔细研究，然后结合理论知识进行建模分析，确定该芯片的频率补偿方案，通过调节相关参数，利用仿真软件选择合适的带宽频率和相位裕度，使系统环路可以稳定工作。XD1407内部同时设计了多种保护机制，使芯片在输入电压较低、过高温度和过高电压等条件下不被损坏。XD1407基于某公司的0.35uMCMOS工艺，利用Cadence软件进行仿真验证，确保仿真结果在不同的器件模型，不同电源以及温度下均可达

7、到设计要求。仿真验证的结果表明芯片的各方面性能良好，满足了设计要求。I西安电子科技大学硕士学位论文关键词：升压型DC-DC，峰值电流模式，同步，高效率论文类型：应用基础研究类IIABSTRACTABSTRACTInthispaper,withthedesignofhigh-performancechipsforthetarget,andcombinedwiththecurrentdemand,aDC-DCconverterXD1407isdesignedOntheba