一款寬輸入非同步恒流降壓型DC-DC芯片的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著微電子技術(shù)的快速進(jìn)步，電源管理芯片正朝著高性能、高效率、低功耗的方向高速發(fā)展，對(duì)各種類型電源設(shè)計(jì)以及應(yīng)用多樣化的研究也越來(lái)越活躍，以更好地滿足各種電子設(shè)備對(duì)電源性能的要求。相對(duì)于線性電源，開(kāi)關(guān)電源由于其具有更高的效率以及可向負(fù)載提供大電流的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。
　　本論文詳細(xì)介紹了Buck型DC-DC開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的基本工作原理、調(diào)制模式以及環(huán)路控制方式，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款具有恒流功能的寬輸入非同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器芯

2、片。芯片輸入范圍為10-40V，內(nèi)部具有電壓預(yù)調(diào)制電路，可以把比較高的輸入電壓轉(zhuǎn)化為芯片內(nèi)部5V左右的低電壓，給基準(zhǔn)電路模塊提供內(nèi)部電源，以降低芯片靜態(tài)功耗。內(nèi)部集成高壓功率開(kāi)關(guān)管，最大輸出電流可達(dá)3A，具有過(guò)溫保護(hù)電路，保證芯片能夠在惡劣的環(huán)境下可靠地工作。采用非同步整流技術(shù)，外接續(xù)流二極管，邏輯驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，不需要零電流檢測(cè)電路，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，減小了芯片版圖面積，在保證較高效率的情況下，節(jié)約了系統(tǒng)成本。本論文提出了一種

3、新穎的恒流控制設(shè)計(jì)方法，在保證恒流精度的情況下，無(wú)需外部精確的電流采樣電阻，減少芯片外圍器件以及芯片引腳，節(jié)約了系統(tǒng)成本，提高了芯片的電源轉(zhuǎn)化效率?？蛇x擇工作在輸出恒流狀態(tài)或者恒壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載恒流驅(qū)動(dòng)或者恒壓驅(qū)動(dòng)。采用峰值電流模脈寬調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)逐周期的電流限制，提高了芯片對(duì)輸入電壓以及負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力。采用自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電流環(huán)路進(jìn)行穩(wěn)定，在占空比較小時(shí)不對(duì)采樣電壓進(jìn)行補(bǔ)償，以提高芯片的帶載能力以及瞬態(tài)響應(yīng)能力，在占空比較

4、大時(shí)在采樣電壓上疊加一個(gè)斜坡電壓，消除電流環(huán)固有的不穩(wěn)定，避免亞斜波震蕩現(xiàn)象。芯片可工作在CCM或DCM模式，當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，工作在CCM模式，當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，可工作在Burst模式。在此模式下，當(dāng)芯片進(jìn)入休眠模式時(shí)，關(guān)斷芯片大部分模塊，僅保留基本的模塊，包含基準(zhǔn)電路，振蕩器等，以減小靜態(tài)功耗，提高芯片輕載時(shí)的效率。芯片還集成了短路保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，電流限制保護(hù)等功能，保證芯片在異常工作情況下實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。
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