一種基于雙斜坡補(bǔ)償技術(shù)的DC-DC開(kāi)關(guān)電源IC設(shè)計(jì).pdf

1、相比傳統(tǒng)的線(xiàn)性電源，DC-DC開(kāi)關(guān)電源由于具有高效率、高可靠性、體積小等優(yōu)點(diǎn)，使其成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。電流模式DC-DC開(kāi)關(guān)電源具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高、內(nèi)在限流保護(hù)等特點(diǎn)在電源管理芯片中得到了廣泛的運(yùn)用。在這一背景下，本文設(shè)計(jì)了一種基于雙斜坡補(bǔ)償技術(shù)的DC-DC開(kāi)關(guān)電源IC，輸入電壓VI范圍為2.7~5.5V，輸出電壓VO范圍為VI~13V連續(xù)可調(diào)，PWM信號(hào)工作頻率為250kHz，典型應(yīng)用條件下輸出電流在200mA之內(nèi)。該開(kāi)關(guān)電源

2、可以用作三端TFT液晶顯示驅(qū)動(dòng)主升壓控制電路。
　　本文主要研究電流模式DC-DC開(kāi)關(guān)電源中斜坡補(bǔ)償理論，分析了輸入電壓變化和電感電流擾動(dòng)導(dǎo)致控制環(huán)路產(chǎn)生不穩(wěn)定的原因，給出抑制這兩種不穩(wěn)定因素的折中處理辦法。針對(duì)目前常見(jiàn)的單斜坡補(bǔ)償技術(shù)局限性，提出雙斜坡補(bǔ)償設(shè)計(jì)思想，在此理論基礎(chǔ)上完成了相應(yīng)的雙斜坡補(bǔ)償控制環(huán)路設(shè)計(jì)。雙斜坡補(bǔ)償信號(hào)作為一對(duì)差模信號(hào)通過(guò)求和比較器對(duì)電感電流采樣信號(hào)及輸出電壓采樣信號(hào)進(jìn)行斜坡補(bǔ)償，有效濾除雙斜坡補(bǔ)償信號(hào)

3、中的共模干擾，增強(qiáng)了斜坡補(bǔ)償?shù)木龋岣吡薉C-DC開(kāi)關(guān)電源的控制精度。采用求和比較器的結(jié)構(gòu)代替誤差放大器和PWM比較器，將本來(lái)串行處理的斜坡補(bǔ)償信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行并行處理，減小了斜坡補(bǔ)償和PWM調(diào)制的延時(shí)，提高了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度。內(nèi)設(shè)典型值500mA電流限制、過(guò)熱保護(hù)、欠壓保護(hù)電路保證了電路的可靠性操作。
　　本文完成DC-DC開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的各個(gè)單元電路設(shè)計(jì)與分析，重點(diǎn)分析雙斜坡補(bǔ)償控制環(huán)路中的鋸齒波及時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路、雙斜坡

4、補(bǔ)償信號(hào)產(chǎn)生電路、電感電流采樣及斜率轉(zhuǎn)換電路、求和比較器電路。并設(shè)計(jì)分析了基準(zhǔn)源電路和電流限制電路，以及其他一些輔助電路。
　　最后，基于0.6μmCMOSn阱工藝，采用Hspice軟件仿真，調(diào)整每個(gè)電路模塊參數(shù)使性能都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。通過(guò)整體電路仿真，典型應(yīng)用條件VI=3.3V時(shí)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓，輸出紋波在1％以?xún)?nèi)。加入雙斜坡補(bǔ)償后，驗(yàn)證了負(fù)載電流突變時(shí)，系統(tǒng)具有良好的負(fù)載調(diào)整特性和快速的穩(wěn)態(tài)恢復(fù)時(shí)間，輸入電壓突變時(shí)，系統(tǒng)