數(shù)字DC-DC開關變換器中關鍵模塊的研究與設計.pdf

1、在電子設備中，集成電路是系統(tǒng)中不可缺少的電路模塊。由于不同工藝的集成電路芯片需要不同的電源電壓，來源于電池等供電系統(tǒng)的電源無法直接給集成電路供電，DC-DC電源管理芯片是保證集成電路正常工作的關鍵。
　　本文在對開關電源管理芯片關鍵技術及其工作原理進行深入研究的基礎上，設計完成了一款數(shù)字BUCK型DC-DC開關電源管理芯片。本文所設計的BUCK型數(shù)字DC-DC變換器，釆用電壓模的架構，將反饋電壓與外部參考電壓的誤差經(jīng)過量化器量化，

2、并將其輸入到數(shù)字補償模塊做補償運算，再經(jīng)過數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓脈沖來控制功率管的通斷，從而實現(xiàn)數(shù)字方式控制的DC-DC變換器，同時該芯片采用同歩整流技術，減小了額外的功率損耗。
　　本文所設計的BUCK型數(shù)字DC-DC變換器通過外部控制信號改變芯片內(nèi)部基準電壓，實現(xiàn)了不同輸出電壓的跳變，從而為設備進行多電壓域低功耗控制提供了很好的解決方案。芯片的輸入電壓為5V，輸出電壓范圍為1.8V-2.5V，通過Matlab S

3、imulink建模，確定了相關模塊的參數(shù)及系統(tǒng)結構，采用Specture及verilogHDL分別完成了延遲鎖相環(huán)模塊、驅(qū)動電路模塊模塊、電流源電路模塊、電平轉(zhuǎn)換電路模塊等模擬電路及DPID模塊和DPWM中數(shù)字電路模塊的設計及仿真。仿真結果表明，變換器輸出電壓的建立時間大約為35us，穩(wěn)定時輸出電壓的紋波大約為4mv，轉(zhuǎn)換效率可達90％，在輸出電壓切換時系統(tǒng)也表現(xiàn)出良好的特性。
　　采用SMIC0.18μm工藝庫，在完成數(shù)字開關電