基于金屬電阻采樣的單片BUCK型DC-DC控制IC的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、在當(dāng)今世界，開(kāi)關(guān)電源的小型化、智能化和高效率越來(lái)越成為便攜式電子產(chǎn)品的理想電源，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其地位在電子產(chǎn)品中日趨重要。而研究人員對(duì)于開(kāi)關(guān)電源高性能的追求，尤其是高頻率、高效率從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。近來(lái)數(shù)字開(kāi)關(guān)電源成為一個(gè)新的研究方向，并取得了眾多突破。在技術(shù)高度成熟的模擬開(kāi)關(guān)電源中，BUCK型DC/DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用最為廣泛，這是由于其以相對(duì)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就能滿足我們大部分電子產(chǎn)品對(duì)于電源的要求，無(wú)能在功能上、體積上還有轉(zhuǎn)換效率上，

2、具有高性價(jià)比特點(diǎn)。
　　本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)固定頻率為500K Hz、BUCK型DC/DC開(kāi)關(guān)變換器，具有輸入范圍大，輸出電壓紋波小，負(fù)載電流大等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)利用輸出端偏置電路和利用升壓電路設(shè)計(jì)使功率開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通期間工作在深飽和區(qū)，導(dǎo)通電阻可以降低到0.07歐姆，使輸出電流可以在較寬范圍內(nèi)保持高效率。在芯片上集成了一個(gè)最大輸出為4.5 A的功率開(kāi)關(guān)管和所需的振蕩器，控制以及邏輯電路。高開(kāi)關(guān)頻率允許外部器件尺寸適當(dāng)減小，采用峰值電流控

3、制模式，具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)特性和環(huán)路穩(wěn)定性。采樣電阻采用金屬薄膜電阻，運(yùn)用鎳鉻或類似的合金真空電鍍技術(shù)，著膜于白瓷棒表面，經(jīng)過(guò)切割調(diào)試阻值，具有阻值精度高、抗沖擊電流強(qiáng)和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
　　本文首先在第一章中從開(kāi)關(guān)電源的起源、發(fā)展?fàn)顩r和未來(lái)走向等方面進(jìn)行簡(jiǎn)明介紹，然后在接下來(lái)的章節(jié)中，從開(kāi)關(guān)電源原理、常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制模式進(jìn)行詳細(xì)闡述，為接下來(lái)的DC/DC變換器整體構(gòu)思和設(shè)計(jì)作鋪墊。在汲取了充足的與本文設(shè)計(jì)相關(guān)的理論知識(shí)后，對(duì)

4、變換器的主要電路模塊進(jìn)行了實(shí)例設(shè)計(jì)并加以仿真驗(yàn)證，在一些重要電路模塊設(shè)計(jì)中加以原理和對(duì)比電路介紹，如帶隙基準(zhǔn)電路模塊。
　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還運(yùn)用了分段斜率電流補(bǔ)償電路。相比于傳統(tǒng)的單一斜率補(bǔ)償方式，分段補(bǔ)償可以適應(yīng)更寬松的電感取值和輸出輸入電壓比，具有更好的瞬態(tài)響應(yīng)和環(huán)路穩(wěn)定性。最后對(duì)本文所設(shè)計(jì)的DC/DC變換器進(jìn)行功能仿真，轉(zhuǎn)換效率在負(fù)載較輕時(shí)能達(dá)到86％以上，在輕載時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提高了10%以上。這是因?yàn)椴捎昧艘环N特殊電路設(shè)