具有快速瞬態(tài)響應BUCK變換器的環(huán)路研究與設計.pdf

1、目前，在電源管理領域中，傳統(tǒng)的線性電源由于體積大、重量重、功率因數(shù)小以及效率低等缺點已逐漸被開關電源所取代。在最近幾年里，伴隨著微電子技術、磁性材料的研究以及半導體工藝水平不斷地優(yōu)化和發(fā)展，開關電源技術已經取得了突破性的進展，并且已經滲透到了生活中的方方面面。因為開關電源有著體積小、重量輕、功耗低、瞬態(tài)響應速度快等優(yōu)點，使得很多的電子產品微型化成為可能。隨著開關電源在電子領域中扮演著越來越重要的角色，人們對開關電源的響應速度要求也是越來

2、越高，因此，如何設計一款具有快速瞬態(tài)響應的開關電源芯片已經成為人們當前所關心的課題。
　　本研究提出一種具有快速瞬態(tài)響應特性的Buck變換器。該Buck變換器應用在低壓環(huán)境下，功率管為片內集成，上端功率管采用P型MOS管，因此驅動部分不用做自舉電路，并且也不需要最小關斷時間電路，大大簡化了系統(tǒng)電路設計。并且該Buck變換器基于傳統(tǒng)遲滯模式控制方式，主環(huán)路沒有誤差放大器，系統(tǒng)不需要做零極點補償電路，電路穩(wěn)定性較高，容易實現(xiàn)大帶寬設計

3、，并且系統(tǒng)有著極快的負載瞬態(tài)響應速度。該Buck變換器采用內部紋波補償方式，輸出電容采用低ESR陶瓷貼片電容，在實現(xiàn)輸出電壓高精度的同時又保證了系統(tǒng)穩(wěn)定工作。同時該變換器采用自適應導通時間調制方式，實現(xiàn)了開關頻率的近似恒定。采用0.18μm BCD工藝，利用Cadence公司的Spectre仿真軟件對系統(tǒng)及環(huán)路中的關鍵子模塊的進行仿真驗證，并對系統(tǒng)的上電過程、連續(xù)模式下和斷續(xù)模式下的軟啟動過程、負載切換、線性調整率等方面進行了仿真驗證。