具有快速瞬态响应的高精度dc-dc降压变换器设计

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1、．’獲Ｐ曜ＵＮＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨ硕±学位化文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ；纖了—论文题目具有快ｉ麟响应的高精度ＤＯＤＣ降压变换器设计学科专业微电子学与固体电子学学号２０１２２１０３０２５９作者姓名程洁指导教师张波教授独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地

2、方外，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确的说明并表示谢意。作者签名：幸Ｉ＞吝日期：年￡：月２４）曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、索，可Ｗ采用影巧、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）火■作者签名：诉讀导师签名日期：支年ｒ月义日ｊ（分类号密级注1UDC学位论文具有快速瞬态响应的高精度DC-DC降压变换器设计（题名和副题名）程洁（作者姓名）指导教师张波教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月日答辩委员会主席评阅人注1：注明

4、《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNOFANHIGHACCURACYDC-DCBUCKCONVERTERWITHFASTTRANSIENTRESPONSEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolidStateElectronicsgAuthor:JieChengAdvisor:BoZhangSchool:SchoolofMicroe

5、lectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要近年来由于电子设备对电源系统的性能要求越来越高，尤其是在比如分布式电源系统等具有宽范围输入电压和大电流负载的应用中，对于系统的瞬态响应特性、精度特性及抗干扰特性等的要求更是异常严苛，因此设计具有这些高性能的开关电源是目前电源设计的主要方向。而在开关电源中目前应用很广泛的DC-DC降压变换器，则是采用基于恒定导通时间（ConstantOn-Time，COT）控制的电源，是人们研究的热点，主要是因为COT控制模式具有系统架构简

6、单、抗干扰性能强及输入电压范围宽等优点，但是该控制技术在拥有诸多优点之外，同时也存在许多不足，比如输出电容的寄生电阻容易影响到系统工作的稳定性、工作频率随输入电压会发生变化以及轻载情况下效率很低等。为了解决以上所述的问题，本文从系统控制方式及内部电路等方面对DC-DC降压变换器的性能进行了深入研究，结合系统设计目标提出了一种具有快速瞬态响应的高精度DC-DC降压变换器。该系统的控制方式采用基于COT的控制方式，在COT的基础上增加锁相环PLL电路形成受控导通时间控制，并结合谷值电流模控制提高动态响应

7、；采用系统工作状态控制电路进行系统的监控，有效提高整体芯片的效率；采用高精度的基准源提高内部电路的精度。本文利用HSPICE、Cadence等电路设计及仿真软件，在0.25µmBCD工艺的基础上对系统的工作状态控制电路、基准源等电路进行了模拟验证。最后对系统的状态控制、负载瞬态响应特性、输出精度等进行了整体仿真，仿真结果显示，系统能够准确进行状态控制，从而提高了效率，输入电压变化时能够具有很快的线性瞬态响应，连续工作模式下输出负载瞬态响应能够在25μs以内恢复到稳定状态，并且输出电压纹波很小，负载跳

8、变时的输出过冲电压和下冲电压都能保证在90mV以内，满足设计的要求。关键词：DC-DC降压变换器，谷值电流模，高精度，COT，负载瞬态响应IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,withtheincreasingrequirementsofswitchconverterduetotheelectronicequipment,especiallyintheapplicationofdistributedpowersupplysystemwhichh