具有自動重啟功能的DC-DC變換器控制電路的設計.pdf

1、開關電源系統由于其具有高效率、高可靠性、體積小和抗干擾能力強等優(yōu)點，使得開關電源變換器電路成為國內外廣泛研究的對象。本文設計了一種具有自動重啟功能的開關電源變換器電路，該開關電源變換器將耐壓600V的高壓功率LDMOS和低壓控制電路集成在同一芯片上，利用簡單的外圍電路即可構成高效率的開關電源系統；采用跨周期調制模式(Pulse-cycleSkipModulation，PSM)和電流極限控制模式相結合的雙環(huán)控制模式，使開關電源在不同負載，

2、尤其是輕負載下都具有高效率；具有自動重啟、過溫、過流和過壓/欠壓等多重保護功能；采用頻率抖動技術(FrequencyJittering，FJ)降低電磁干擾(ElectromagneticInterference，EMI)。該變換器電路的主要設計指標為：最大輸出功率9W，空載時芯片的功耗低于50mW，開關頻率為132KHz，最大占空比為65％，熱保護溫度135℃。 電路仿真是集成電路設計中的重要環(huán)節(jié)，仿真時所用的器件模型參數的精度

3、是影響仿真精度的首要因素。本文簡要介紹了低壓MOS管的基本模型參數的提取，采用曲線擬合的方法，通過對器件仿真的數據進行擬合得到這些參數。 在電路設計中，本文首先分析了開關電源電路的基本拓撲結構和PSM調制模式，接著對開關電源變換器進行了系統的原理分析并設計了總體框圖，然后詳細設計了振蕩器電路，熱保護電路，自動重啟計數器電路和主控門邏輯等子電路并進行了功能仿真。振蕩器電路產生一個頻率在132KHz附近抖動的矩形波作為整個電路的時鐘

4、信號。熱保護電路在芯片溫度高于135℃時關斷功率LDMOS以保護芯片不被燒壞。在對過熱保護電路深入分析后，設計了一個電路來實現室溫(25℃)下檢測過熱保護電路是否正常工作的功能。自動重啟計數器電路使電路的保護功能更加完善，并在自動重啟時降低振蕩器頻率以降低芯片的靜態(tài)功耗。主控門電路實現各子電路對功率LDMOS的最終控制并驅動功率管。 在完成子電路的仿真和整體電路的功能仿真后，利用Cadence軟件平臺進行了整體電路的版圖設計和D