一种高效pwmpfm降压型开关电源的研究与设计

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1、分类TN432密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-30852-(2016)-04015重庆邮电大学硕士学位论文中文题目一种高效PWM/PFM降压型开关电源的研究与设计英文题目ResearchandDesignofaHighEfficiencyPWM/PFMBuckSwitchingPowerSupply学号S130431015姓名鲁正学位类别工程硕士学科专业集成电路工程指导教师杨虹教授完成日期2016年4月10日独创性声明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巧工作及取得的研。尽我所知究成果，除了文中特别加标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重压哑虫去堂或其他单位的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的人员对本文研巧做出的贡献均已在论文中作了明碗的说明并致Ｗ谢意。作者签名：韦山曰期知巧曰ク学位论文版权使用授权书本人完全了解重庆邮电大学有权保留、使用学位论文纸质版和电子版的规定，即学校有权向国家有关部口或机构送交论文化许论文被查阅和借阅等。本人授，权重庆邮电大学可Ｗ公布本学位抢支的伞部或部分肉容有关数据库或信，可编入息系统进行检索、分析或评价可Ｗ采用影印、缩印、扫描或拷贝等复制手段保，

3、、汇编本学位论文存。。（注：保密的学位论文在解密后适用本授权书）作者签名：导师签名：日期：主月日期抑庐；的年巧日．＆（ｆ重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着智能手机、PAD、笔记本等便携式的电子设备大量普及，人们对电子产品性能要求却越来越高，而作为这些设备的电源管理单元即降压型DC-DC变换器则面临着大功率、高能量密度、高效率等设计挑战。本毕业设计提出了一款基于PWM/PFM调制的降压型直流到直流变换器，是一款适用于便携式设备电源管理的芯片。首先，根据降压型开关电源的国内外研究现状和电源管理芯片的发展趋势，从提高转化器效率、减小芯片面

4、积、纹波电压等多方面考虑，给出芯片的设计指标和最优的设计方案。芯片工作电压范围在2.7~5V，最大负载电流500mA，片上集成过温、欠压等保护电路；为提高效率，采用同步工作模式，以及脉冲宽度调制(PulseWidthModulation,PWM)和脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation,PFM)相结合的控制模式。为减小芯片面积，功率管和整流管及补偿网络均集成在芯片内部，外部只有一个2.2μF的输入电压滤波电容，1μH的输出电感，4.7μF的输出电容，这些器件均采用体积小的贴片器件，即实现了大功率密度。其次，按照系统的设计方案，设计

5、了包括基准电压源、振荡器、误差放大器、软启动电路、电流采样电路以及保护电路等多个电路模块，并对这些电路模块进行了原理分析和性能仿真。最后，芯片采用SMIC0.18μmCMOS工艺，在Cadence中进行仿真。系统仿真结果表明：系统能够稳定工作在1.2MHz开关频率下，输出电压1.5V，纹波小于1%，芯片实现了PWM/PFM模式切换，在宽负载范围内整体效率高于85%，当负载电流为100mA时，系统效率最大为95%，性能满足设计指标。关键词：电流模式，脉冲宽度调制，脉冲频率调制，欠压保护，过温保护III重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstract

6、Portableelectronicdevices,suchassmartphones,PAD,andlaptops,hasbeenbecomingmoreandmorepopularinourlife,andtheperformanceofelectronicproductbecomeincreasinglydemanding.BuckDC-DCconverter,asafundamentalpartofthepowermanagementunit,hasbeenfacingthechallengeofprovidinglargerpowerdensi

7、ty,smallsizeandhighefficiency.Thegraduationprojectisproposedastep-downDC-to-DCconverterwhichbasedonaPWM/PFMmodulationandasapowermanagementchipissuitableforportableelectronicdevices.Firstly,accordingtotheresearchstatusofstep-downswitchingpowersupplyandthedevelopmenttrendofpowerman

8、agementchip.Takingintoconsiderationtheas