輸出可編程的同步降壓型DC-DC芯片設計及穩(wěn)定性分析.pdf

1、本論文基于科研項目“電源管理類集成電路關鍵技術理論研究與設計”，主要研究一款輸出可編程的高效率降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器XD2018的設計與實現(xiàn)工作。
　　 本文全面而系統(tǒng)地研究了降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理，為XD2018的設計與實現(xiàn)提供了理論指導。系統(tǒng)設計采用電流模脈寬調(diào)制控制方案，大大提高了芯片的電源電壓和負載變化的瞬態(tài)響應性能，并且設計了斜坡補償電路以消除電流模DC/DC轉(zhuǎn)換器中占空比大于50％時出現(xiàn)的開環(huán)不穩(wěn)定、亞

2、諧波振蕩、對噪聲敏感等缺點。芯片XD2018采用了內(nèi)置同步整流技術，提高效率的同時還節(jié)約了PCB板的面積。對輸出電壓進行采樣的反饋電阻也被內(nèi)置在芯片中，不需再外接電阻，也節(jié)省了PCB板的面積。
　　 出于REF引腳到輸出的電壓增益被芯片內(nèi)部的反饋電阻設置為3，故當外接的DAC驅(qū)動REF從O.1V到1.167V變化時，就可實現(xiàn)輸出從0.3V到3.5V變化的動態(tài)編程。當REF上的電壓大于1.2V時，使內(nèi)部旁路P管導通把輸出電壓Vou

3、T同輸入電壓VIN直接相連，避免了由電感造成的功耗。
　　 論文針對DC/DC功率級電路的非線性特性，利用“電路平均法”實現(xiàn)線性化以指導穩(wěn)定性分析；針對XD2018電流環(huán)穩(wěn)定性，分析了峰值電流模DC/DC轉(zhuǎn)換器中的斜坡補償技術，給出了分段線性的補償方案；針對電壓環(huán)的穩(wěn)定性，采用Matlab軟件對電壓環(huán)頻域特性進行仿真驗證，從而恰到好處地實現(xiàn)了頻率補償。
　　 芯片XD2018采用0.5um CMOS工藝，并用Hspice