高效同步整流PSM變換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、脈沖跨周期調(diào)制模式(PSM，Pulse Skip Modulation)是一種全新的調(diào)制模式，該調(diào)制模式具有輕載時(shí)效率高、響應(yīng)速度快、魯棒性強(qiáng)、電路易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。但PSM存在輕載時(shí)輸出電壓紋波較大，且易引入音頻噪聲等缺點(diǎn)。同步整流是采用通態(tài)電阻極低的功率 MOSFET，來(lái)取代整流二極管用于DC-DC變換器中。與肖特基二極管相比，同步整流技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：正向壓降小，阻斷電壓高，反向電流小，效率提升明顯。但功率管之間存在死區(qū)時(shí)間，影響了變換

2、器的效率。
　　本文針對(duì)同步整流技術(shù)的死區(qū)時(shí)間問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)外優(yōu)化死區(qū)時(shí)間的各種控制方法，采用數(shù)字電路技術(shù)，提出了一種自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間的優(yōu)化控制電路，即根據(jù)當(dāng)前周期的死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)短，來(lái)自適應(yīng)地調(diào)節(jié)下一個(gè)周期的死區(qū)時(shí)間。并與固定死區(qū)電路相對(duì)比，證明了該電路對(duì)死區(qū)的智能控制和對(duì)效率的提升。
　　本文為改善 PSM調(diào)制模式的缺點(diǎn)，基于優(yōu)化 PSM調(diào)制模式，引入兩種占空比，再結(jié)合同步整流技術(shù)設(shè)計(jì)了一款高效率的Boost升壓芯片。該芯片輸

3、入電壓范圍4～4.5V，輸出電壓5V，工作頻率300KHZ，負(fù)載電流范圍為1mA~60mA。并重點(diǎn)介紹了功率管的合理選取、基準(zhǔn)電路、過(guò)零檢測(cè)電路、時(shí)序檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)以及整體仿真工作，最后完成了芯片的版圖設(shè)計(jì)和流片測(cè)試。其中，過(guò)零檢測(cè)電路有效避免了同步整流MOS管雙向?qū)ㄌ匦砸鸬碾娏鞣聪蛄鲃?dòng)，保護(hù)了電池，提高了效率。時(shí)序檢測(cè)電路則有效避免系統(tǒng)開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)入音頻范圍。
　　分析研究表明，本文設(shè)計(jì)的同步整流優(yōu)化PSM控制芯片能夠提高SP