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双路输出、同步降压型DC/DC转换器集成电路的设计

作　者: 张劼
导　师: 来新泉
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: Buck型DC/DC 双路电压输出小信号建模稳定性
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本论文基于西电CAD所科研项目“多输出电压型DC/DC关键技术理论研究与设计”,对双路输出、高效率、同步整流、峰值电流模DC/DC转换器集成电路的工作原理和电路设计作了深入研究。目前该转换器芯片整体电路采用0.5umCMOS模型使用HSPICE进行了仿真验证,各项仿真指标都符合预定设计要求。论文在深入、系统地研究峰值电流模开关型电压转换器的基础上,充分考虑芯片双路电压输出而成功地设计了高效电流模降压型DC/DC转换器XD4982。该芯片采用同步整流开关管、轻负载时两种工作模式、压降工作等技术使转换器的最高转换效率可达96%。采用分段线性斜坡补偿技术保证芯片电流环路的开环稳定工作,而且分段线性产生精确补偿斜率。在芯片斜坡补偿时也调整峰值电流箝位电路以保证最大负载。为使芯片在不同输入电压下稳定的工作,芯片内将零温度系数电压转换成电流,再转化产生芯片的稳定参考电压。论文通过两种经典的方法建立Buck型DC/DC的小信号模型来分析Buck型DC/DC转换器的小信号特性,在XD4982的整体设计中调整环路的频域特性而保证电路稳定。芯片中两个调整器同相运行且可以和外部时钟信号同步,减少芯片输出的噪声干扰。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
第一章绪论  6-11
  §1.1 当前便携式设备电源管理技术的现状  6-8
  §1.2 多电压输出电源管理芯片的市场需求  8-9
  §1.3 DC/DC集成电路芯片的发展趋势  9-10
  §1.4 论文的内容安排  10-11
第二章 XD4982系统架构设计  11-28
  §2.1 开关DC/DC转换器的基本架构介绍  11-13
  §2.2 Buck型DC/DC转换器工作原理  13-19
  §2.3 Buck型DC/DC转换器的控制模式  19-22
  §2.4 XD4982系统设计与系统框图  22-26
  §2.5 芯片XD4982的主要电特性指标  26-28
第三章 Buck型DC/DC的建模和XD4982的整体分析  28-40
  §3.1 Buck型DC/DC转换器的建模  28-35
  §3.2 XD4982的整体电路设计分析  35-40
第四章 XD4982电路设计与仿真验证  40-64
  §4.1 芯片使能控制电路  40-41
  §4.2 PTAT电流产生电路  41-44
  §4.3 带隙电压基准电路  44-48
  §4.4 零温度系数参考电流产生电路  48-49
  §4.5 利用电压—电流—电压转换确定参考电位电路  49-51
  §4.6 振荡器、模式选择和频率同步电路  51-54
  §4.7 分段线性斜坡补偿电路  54-57
  §4.8 电感峰值电流采样及峰值比较器电路  57-59
  §4.9 峰值电流控制信号箝位电路  59-61
  §4.10 电压监测及复位电路  61-64
第五章 XD4982整体电路仿真验证及主要性能指标  64-69
  §5.1 芯片的整体电气指标的含义  64
  §5.2 芯片的整体仿真结果  64-66
  §5.3 芯片的整体仿真特性分析  66-69
结束语  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-73
在学期间撰写的学术论文和参加科研情况  73-74

双路输出、同步降压型DC/DC转换器集成电路的设计

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