基于电流模COT控制高精度BUCK变换器的环路设计

发布时间：2021-01-20 05:48

　　降压型开关变换器广泛应用于各类通信设备、便携式电子设备、微处理器、汽车电子等电池供电领域,随之而来就是降压型变换器设计需求的新型化和多样化,其中之一就是无人驾驶汽车的供电电源。无人驾驶汽车内部的处理器需要在短时间内对行车环境信息进行大量的运算和处理以保证汽车安全的行驶,这就要求供电系统能提供较大的电流,同时能在短时间内对负载电流的变化做出响应。本文针对自动驾驶汽车供电电源的快瞬态响应、大负载电流的供电需求,设计了一款降压型开关变换器芯片,典型应用场景为车载锂电池12V输入,为车内FPGA供电输出3.3V。该变换器采用了电流模COT控制架构,保证了环路的快速瞬态响应,采用片外Ⅱ型补偿,无需斜坡补偿即可具有良好的环路稳定性。由于汽车内部包含大量的电子电路单元,开关电源产生的噪声可能会影响其他电子单元的正常工作,因此芯片采用自适应导通时间和锁相环相结合的方式,将开关频率锁定为确定值,便于噪声滤波器的设计。考虑到大输出电流引起的线缆压降效应,芯片采用了远端差分采样,改善了大负载电流下线缆压降引起的输出电压精度下降问题,并且避免了芯片地与负载地之间的共模误差可能引起的振荡。为了提高集成度,降低使... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

开关变换器控制原理框图

第三章系统架构及关键电路的研究与设计39C1。由于R3已确定，根据式（3-4）可以算出最低穿越频率的位置fc_min，为了保证环路最低有45度相位裕度，即保证零点位于所有应用情况下的fc之内，需要将零点位置放置到fc_min处，即：ref3z1c_minEA31ioutoutmin11VRf==fgm2RCRV2C=（3-7）则可以确定补偿电容的值：13c_min1C=2Rf（3-8）本文所设计的补偿电容C1为80pF，电阻R3为250kOhm，高频极点电阻按经验取为C1的十分之一，使用simplis仿真软件对环路稳定性设计进行验证，仿真结果如图3-3～3-6所示，仿真均在空载（次级点频率最低，稳定性最差）的情况下验证，均具有良好的环路稳定性。图3-3典型应用12V转3.3V，穿越频率25.7k，相位裕度72度

电子科技大学硕士学位论文40图3-4典型应用24V转3.3V，穿越频率26k，相位裕度75度图3-5低压应用5V转3.3V，穿越频率24k，相位裕度64度


本文编号：2988499