基于谷电流模式和cot控制的降压型dc-dc转换器的设计

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1、基于谷电流模式和COT控制的降压型DC-DC转换器的设计作者姓名李纪磊学校导师姓名、职称代国定副教授领域电子与通信工程企业导师姓名、职称魏西峰研究员申请学位类别工程硕士提交毕业论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121301分类TN82号TN43密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于谷电流模式和COT控制的降压型DC-DC转换器的设计作者姓名：李纪磊领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：代国定副教授企业导师姓名、职称：魏西峰研究员提交日期：2014年12月DesignofAStep-D

2、ownDC-DCConverterwiththeValleyCurrentModeandConstantOnTimeControlAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByLijileiSupervisor:DaiguodingWeixifengDecember2014西安电子科技大学毕业论文独创性（或创

3、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。本论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。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

4、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。本论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着电子技术的飞速发展，各式各样的电子产品在我们的日常生活中已随处可见，电源管理芯片作为电子产品的心脏，其性能的好坏直接决定着电子产品的续航时间和寿命。所以为了提高电

5、子产品的性能，电源管理类芯片的研究与发展成为现代科技发展的一个重要课题。电源管理类芯片正在向着低功耗，低成本，面积小，高转换效率的方向发展。在电源管理类芯片中,DC-DC开关型电源具有功耗低，转换效率高，成本低的优点，但是难以将整个系统集成在一个芯片中。近年来DC-DC开关型电源得到了广泛使用，特别是在大功率的使用场合。本论文主要研究在BCD工艺下降压型DC-DC电源管理芯片的设计、仿真与实现。论文从电特性指标开始，到电路设计，再到电路性能仿真，设计了一款宽电压输入范围，宽电压输出范围和大电流输出的BuckDC-DC电源管理

6、类芯片。论文首先介绍了电源管理芯片的发展概况，以及电源芯片的研究意义，然后介绍了三种DC-DC（Buck，Boost和Buck/Boost）的拓扑结构，并详细介绍了降压型DC-DC的基本工作原理，电压模控制与电流模控制的区别，以及连续导通模式和不连续导通模式的工作原理，三种不同的降压型DC-DC调制方式（脉冲宽度调制方式，脉冲频率调制方式，混合调制方式）的区别，并对降压型DC-DC的稳定性及补偿网络参数设计进行了详细分析，为该芯片的设计和仿真实现提供了全面的准备工作。本论文中的降压型DC-DC电源管理芯片采用恒定导通时间控制

7、，在重载时采用连续导通模式，轻载时可以强制为连续导通模式也可以工作非连续导通（DCM）模式，使其效率可以高达92%。该芯片实现了4.5V到28V的宽输入的电压范围，0.6V到5V的宽输出的电压范围，采用电流模控制，使得该芯片有快速的瞬态响应速度。芯片采用谷值电流模式控制方式，不管是在轻载还是在重载的情况下，该芯片都能够实现较高的效率转换，由于该芯片采用的恒定导通时间和谷值电流模式的控制方式，使得在上一个周期产生的误差信号带不到下一个周期，所以即使在占空比大于50%的情况下也不会产生亚谐波振荡，不需要斜坡补偿电路。该芯片加入软

8、启动电路，使误差放大器的输出comp端在上电启动时缓慢上升，从而消除了上电时的浪涌电流。此外，芯片上还集成了短路保护，过压保护OV，欠压保护UV等各种保护电路。本文研究的恒定导通时间和谷值电流检测降压型DC/DC转换器芯片是基于0.35umBCD工艺设计，使用Cadencespectre软