PSM控制器主體模塊的研究.pdf

1、脈沖跨周期調(diào)制模式（PSM）因其輕負(fù)載效率高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源DC-DC變換器中。
　　首先本文基于本課題組提出的一種優(yōu)化的PSM控制器及5μm BiCMOS工藝庫，繪制了控制器的全部版圖，其包括電流極限比較器、電流極限狀態(tài)機(jī)、基準(zhǔn)源、數(shù)字控制、序列檢測和主控門六個(gè)模塊。然后著重研究PSM控制器中常用模擬電路模塊，包括電流極限比較器、電壓基準(zhǔn)源和誤差運(yùn)放三個(gè)部分。
　　本文主要完成以下

2、工作：
　　1）PSM控制器最核心的電路模塊—電流極限比較器包括電感電流檢測電路、電感電流比較電路和斜坡補(bǔ)償電路。本文首先研究該三個(gè)組成部分的工作原理及傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，然后分別提出了一種改進(jìn)的電路結(jié)構(gòu)。其中所設(shè)計(jì)的電流檢測電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單、精度較高和可省去脈沖前沿消隱電路的優(yōu)點(diǎn)；所設(shè)計(jì)的電流比較電路不需要開關(guān)管和電阻網(wǎng)絡(luò)就可以產(chǎn)生系統(tǒng)所需的多個(gè)離散的占空比，并且該電路還具有低功耗和低電源電壓的優(yōu)點(diǎn)；所設(shè)計(jì)的斜坡補(bǔ)償電路對(duì)于升壓

3、轉(zhuǎn)換器具有自調(diào)節(jié)斜坡補(bǔ)償功能，可以防止斜坡過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償。最后基于0.5μm CMOS工藝用Hspice軟件對(duì)子電路和整體電路進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明所提出的電路結(jié)構(gòu)與理論分析相符合，成本較低，并能保證較高的成品率，適合于工程應(yīng)用。
　　2）對(duì)于電壓基準(zhǔn)源模塊，本文僅研究帶隙電壓基準(zhǔn)源的高階溫度曲率補(bǔ)償技術(shù)。首先基于傳統(tǒng)的指數(shù)曲率補(bǔ)償技術(shù)提出了一種新的拋物線曲率補(bǔ)償技術(shù)，其利用晶體管電流增益的溫度特性和禁帶寬度變窄因子來補(bǔ)償一階電壓

4、基準(zhǔn)源。然后針對(duì)該新的曲率補(bǔ)償方法，提出了二個(gè)改進(jìn)的電路結(jié)構(gòu)，并基于BiCMOS工藝進(jìn)行了電路仿真。仿真結(jié)果表明：所提出的曲率補(bǔ)償技術(shù)和基準(zhǔn)源電路能產(chǎn)生具有三階曲率補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓，在-400C到+1250C的溫度范圍內(nèi)溫度系數(shù)僅為0.52ppm/0C，在10KHz頻率處的電源抑制比(PSRR)大于60dB。
　　3）對(duì)于誤差運(yùn)放模塊，本文僅研究用于線性調(diào)整管(LDO)的單密勒電容補(bǔ)償?shù)牡蛪喝?jí)誤差運(yùn)放。首先詳細(xì)介紹了已提出的二種單

5、密勒電容補(bǔ)償?shù)牡蛪喝?jí)誤差運(yùn)放結(jié)構(gòu)及其頻率補(bǔ)償技術(shù)，并分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。然后提出一種改進(jìn)的低壓三級(jí)誤差運(yùn)放電路結(jié)構(gòu)，其能產(chǎn)生二個(gè)左半平面的零點(diǎn)對(duì)運(yùn)放進(jìn)行頻率補(bǔ)償。針對(duì)該電路結(jié)構(gòu)，本文詳細(xì)分析了零極點(diǎn)分布對(duì)運(yùn)放頻率特性的影響，最后經(jīng)過比較分析，提出了一種新的頻率補(bǔ)償技術(shù)。該補(bǔ)償技術(shù)能非常方便地利用一個(gè)左半平面零點(diǎn)對(duì)運(yùn)放主極點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，從而打破了主極點(diǎn)及電壓增益對(duì)帶寬的限制，大大擴(kuò)展了誤差運(yùn)放的帶寬，同時(shí)第二個(gè)左半平面的零點(diǎn)能保證運(yùn)放具有