电流型dcdc开关电源环路稳定性性分析及重要模块设计

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1、分类号：学校代码：１０１４０密级：公开学号：４０３１３３１８０２？座姿乂聲ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ电流型ＤＣ／ＤＣ开关电源环路稳定性性分析论文题目：及ｉ要模誤设计ＡｎａｌｙｓｉｓＯｆＣｕｒｒｅｎｔＭｏｄｅＤＣ／ＤＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒＬｏｏｐＳｔａｂｉｌｉ巧ＡｎｄＤｅｓｉｎＯｆＩｍｏｒｔａｎｔＭｏｄｕｌｅｓ英文题目：ｇｐ论文作者：白俊峰王绩伟副教授指导教师：专业：微电子学与固体电子学二〇—六年五月完成时间：申请迂宁大学硕±学位

2、论文电流型ＤＣ／ＤＣ开关电源环路稳定性性分析及重要模块设计ＡｎａｌｙｓｉｓＯｆＣｕｒｒｅｎｔＭｏｄｅＤＣ／ＤＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒＬｏｏｐＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎｄＤｅｓｉｎＯｆＩｍｏｒｔａｎｔＭｏｄｕｌｅｓｇｐ作者二白俊峰指导教师：王绩伟副教授专业：微电子学与固体电子学答辩日期：２０１６年５月２２曰二〇－六年五月？中国辽宁迂宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加Ｗ标注的内容外，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人

3、为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中。进行了标注，并表示谢意本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：／年告月２曰方〇／＾＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权迂宁大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾＞１采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处

4、理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在括号内＿＂划尸）授权人签名：指导教师签名：吏＂２日期：年巧矣＾日日期：摘要电流型ＰＷＭ降压ＤＣ／ＤＣ开关电源是通过控制开关管开启和关断时间比例，一将高输入电压调节成稳定低输出电压，同时具有高效率，般在上。开关电源具有集成度高，ＤＣ／ＤＣ，面积小、低噪声和高效率等特点开关电源已经在通讯、计算机及消费类电子方面得到了广泛的应用。但由于开关电源通过控制功率ＭＯＳ管的导通时间来输出稳定的电压，所Ｗ开关电源环路的频域特性不能够使用Ｃａｄｅｎｃｅ等仿真软件直接获得，这给开关电源芯片设计工程师Ｗ及应用

5、工程师带来很多困扰和难题。论文设计了一种适用于电流型开关电源控制芯片的ＰＷＭ控制电路。基于电流型ＰＷＭ降压ＤＣ／ＤＣ开关电源的控制原理，首先从顶层的角度，对电流型开关电源的内部电流环路和外部电压环路进行分析，给出芯片內部各个模勘电路模块的设计参数，包括补偿电流环路的斜坡补偿的大小、误差放大器的跨导和增益、误差放大器输出到电流比较器之间传递函数的斜率。其次，在底层电路的角度，包括误差放大器、电流比较，对开关电源内部模拟模块进行电路设计器、误差放大器和电流比较器之间的电路，根据电流型开关电源外部电。再次压环路的分析，对芯片外部误差放大器输出引脚电容和电阻进行

6、选取，补偿电流型开关电源的电压环路。最后，通过Ｃａｄｅｎｃｅ和Ｈｓｐｉｃｅ电路仿真软件，对整体的电流型开关电源芯片进行瞬态仿真，得到稳定的输出电压。在设计过程中，论文进行了Ｗ下几项创新工作：一Ｍａｔｂｂ第，采用数学工具对电流型开关电源的电流和电压环路进行分析，解决开关电源环路的频域特性不能够使用Ｃａｄｅｎｃｅ等电路仿真软件直接获得的５０问题。在频率的角度，解释了芯片输出电化占空比大于％的时候，电流型开关电源内部电流环路不稳定的原因，并为电流型开关电源芯片内部斜坡补偿大小的选取提供理论依据。一ＢＣＤ工ＴＡ第二，采用种艺的跨导型运算放大器（Ｏ作为误差放大器

7、。误）°－５５ＴＭ２５Ｃ差放大器在宽溫度范围、不同工艺角都具有高精度的跨导。误差放大器的跨到高达２ｍｍｈｏ。误差放大器的输出端在芯片外有外接引脚，误差放大器输出引脚补偿的电容和电阻可Ｗ根据芯片的输出电压和负载电流选取，保证１ｍｍ了电流型ＤＣ／ＤＣ开关电源芯片对负载电压变化调节高灵敏度。第兰，在电路设计上，误差放大器输出与电流比较器输入引脚的感应电压、片Ｂｕｃｋ电路的输出电皮的精度和稳定