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便携式应用中DC-DC转换器的设计技术及XD1250的电路实现

作　者: 王轶
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: 便携式应用 DC-DC转换器减小驱动电压摆动模式转换同步整流
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 25次
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内容摘要

以西安电子科技大学电路设计研究所的科研项目“数模混合专用集成电路关键理论研究及设计实现”为背景,论文就便携式应用中DC-DC转换器的设计技术和相关理论进行了分析和认证,并在此基础设计实现了一款适用于便携式系统的高效Buck型DC-DC转换器XD1250。论文分析了便携式应用中DC-DC转换器的设计要求及其难点,重点以转换器在不同控制模式下的功耗进行了量化分析。为满足便携式应用要求,论文研究了转换器小型化和效率提高技术,特别针对电路级的效率提高技术,总结论证了系列有效的设计方法,其中包括：同步整流、零电压开关、自适应死区时间控制、减小驱动电压摆动、动态调整开关管规模、超低压电源的PWM控制以及PWM-PFM控制。部分设计方法应用于高效Buck型DC-DC转换器XD1250的开发中,通过减小驱动电压摆动技术、模式转换技术和同步整流技术在宽负载范围内实现高效转换。并且XD120实现了SOT-23封装,大大减小了芯片体积，取得电源管理市场的领先地位。利用Cadence、Hspice等EDA软件完成该芯片的前、后仿真验证及版图设计,随后于国外某0.5μm CMOS工艺线上投片成功,经过一系列测试后进行量产,目前已经推向市场,并得到客户的认可。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  §1.1 国内外电源技术现状  7-8
  §1.2 电源技术的发展趋势  8-9
  §1.3 论文的主要工作和章节介绍  9-10
第二章 DC-DC转换器基本原理  10-22
  §2.1 DC-DC转换器的工作原理  10-13
  §2.2 DC-DC转换器功耗分析  13-22
    §2.2.1 PWM控制模式下的功耗分析  13-16
    §2.2.2 PFM控制模式下的功耗分析  16-22
第三章便携式应用中的DC-DC转换器关键技术研究  22-40
  §3.1 便携式应用对DC-DC转换器的要求  22-24
  §3.2 小型化技术  24-25
    §3.2.1 提高工作频率  24
    §3.2.2 最小电感的选择  24-25
    §3.2.3 单片高度集成  25
  §3.3 电路级的效率提高技术  25-37
    §3.3.1 同步整流  25-26
    §3.3.2 零电压开关  26-27
    §3.3.3 自适应死区时间控制  27-28
    §3.3.4 动态调整开关管规模  28-29
    §3.3.5 减小驱动电压摆动  29-36
    §3.3.6 超低压电源的PWM控制  36
    §3.3.7 进一步提高效率的PWM-PFM控制  36-37
  §3.4 系统级的效率提高技术  37-40
    §3.4.1 转换器拓扑结构的选择  37
    §3.4.2 转换比率的影响  37-38
    §3.4.3 最高度集成  38
    §3.4.4 子系统电压的使用  38-39
    §3.4.5 共用电源  39-40
第四章 XD1250的设计与实现  40-53
  §4.1 XD1250概述  40-41
    §4.1.1 功能描述  40-41
    §4.1.2 工作原理  41
  §4.2 模式转换技术的电路实现  41-46
    §4.2.1 突发模式控制模块(BURST)  42-44
    §4.2.2 误差箝位电路(CLAMP)  44-46
  §4.3 同步整流技术的电路实现  46-52
    §4.3.1 电流比较模块(IRCOMP)  47-50
    §4.3.2 控制逻辑(LOGIC)  50-52
  §4.4 XD1250版图与封装设计  52-53
第五章 XD1250仿真验证与测试  53-57
  §5.1 XD1250整体仿真结果  53-55
  §5.2 XD1250测试结果  55-57
结束语  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-64
在学期间撰写的学术论文和参加科研情况  64-65

便携式应用中DC-DC转换器的设计技术及XD1250的电路实现

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