一款高效峰值电流模buck型dc-dc转换器xd1408的电路设计

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1、一款高效峰值电流模Buck型DC-DC转换器XD1408的电路设计作者姓名李凯旋导师姓名、职称来新泉教授一级学科电子科学与技术二级学科电路与系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1202120757分类TN82号TN43密级公开西安电子科技大学硕士学位论文一款高效峰值电流模Buck型DC-DC转换器XD1408的电路设计作者姓名：李凯旋一级学科：电子科学与技术二级学科：电路与系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：来新泉教授提交日期：2014年11月Designofapeakcurrentmo

2、deBuckDC-DCconverterXD1408withhighefficiencyAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicScienceandTechnologyByLiKai-XuanSupervisor:Prof.LaiXin-QuanNovember2014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

3、我个人在导师指导下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

4、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：摘要摘要随着电子行业的快速发展，电子器件也越来越多地出现在人们的生活和工作当中，而且这些电子器件全部需要供电才能正常工作。开始只是些简单的电子器件被供电，但随着电子器件的不断精密化和小巧化，供电的技术要求也越来越高，由此便促使电源的供电技术向更高要求、更多功能发展，多种

5、供电技术应运而生，其中就有开关稳压电源技术。虽然开关稳压电源兴起较迟，但是它的诞生极大地改变了世界的面貌。许多科技领先的组织和国家都投入大量的精力来推动开关稳压电源的发展。1990年后，开关稳压电源在多种场所飞速发展，笔记本电脑、手机和相机等便携电器都使用了开关稳压电源来供电，而保证这些电器的室外使用时间至关重要。在电池体积、容量固定的基础上，如何提高电源转化效率成为电源供电技术人员需要解决的问题。本文首先介绍了开关稳压电源的相关概念，包括它的基础知识和发展动向，并且主要对开关稳压电源中的降压型拓扑结构的相关理论进行了研究，然后设计了

6、芯片内部的各个模块，包括主线模块和保护模块，并给出部分模块的理论依据以及仿真结果，紧接着分析了系统的环路稳定性并对其进行补偿，最后选取芯片XD1408的外部电路元器件并对整体系统进行了仿真验证。芯片XD1408使用峰值电流模式架构，它的目的是提高电路的敏感度，响应速度快，对每个周期的电感电流都有限制，而且本身也具有了过流保护功能；芯片XD1408还内嵌了软启动模块，不同于传统的设计方法，该方法用电阻替代了大面积的充电电容，采用数字逻辑，一步一步提高模块输出电压，并且提供一定的余量，它能很好地抑制芯片在启动过程可能出现的电流浪涌现象；在

7、负载短路时，芯片会自动使主频率降到100k赫兹，从而使电感电流下降的时间足够长，防止出现失控情况；在停机状态时，流过芯片的电流会降至1μA或更低；为了使该芯片稳定安全地工作，它内部还集成了过压、过流、过热等保护模块。芯片采用同步整流技术，无需肖特基二极管，不仅节省了成本，而且提高了转换效率；芯片XD1408拥有宽的输入电压范围，可从2.5V~5.5V之间取值；它的主频率是1.5M赫兹，高频率的优势在于可以选择较小的电感，就能达到低纹波输出电压；为了减小系统在待机时功耗，芯片XD1408还设计了一种‘间歇工作模式’，也就是说当芯片工作在

8、重载时，使用PWM模式；当负载降低时就会自动切换到间歇模式，也叫做BurstMode，芯片效率都会很高。芯片XD1408仿真采用的软件工具是Cadence，仿真器是Hspice，所用的工艺是0.5μmCMOS模型，系统整