一种快速瞬态响应BUCK型DC/DC变换器的研究

发布时间：2023-04-01 03:41

　　近些年来,由于手机及平板电脑等便携式电子产品市场的迅猛扩展,电源管理芯片的市场需求扩展迅速,同时,由于新的智能穿戴设备的兴起,电源芯片的市场需求量进一步扩大。随着电路集成度越来越高,对电源类管理芯片的面积以及瞬态响应时间的要求也不断提高,本文研究并设计了一款具有快速瞬态响应能力的BUCK型DC/DC变换器,文中通过对部分模块的改进来降低整个系统的瞬态响应时间。本文首先分析了系统快速瞬态响应的影响因素,其中对系统控制模式以及转换器的瞬态特性进行了详细的分析研究,提出了部分有利于降低输出电压变化以及瞬态响应时间的方法。然后,研究介绍了几种提高系统瞬态响应的方法与技术,主要包括外部电感电容的选取,在补偿时运用的密勒电容倍增技术以及自适应斜坡补偿技术等。电感电容的合理选择降低了输出电压的纹波,从而提高了系统瞬态响应时间;在误差放大器的输出端采用电流模密勒电容倍增技术进行补偿,当系统处于稳态时,其等价于一个大电容,可以保证系统的稳定工作,当系统处于大信号瞬态变化时,其变为一个小电容,可以增加系统的瞬态响应能力;文中的斜坡补偿采用自适应斜坡补偿技术,该项技术相对于传统的斜坡补偿技术而言避免了过补偿...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 DC/DC开关电源的介绍
    1.3 课题国内外研究状况与发展态势
    1.4 论文组织结构
第二章 系统快速瞬态响应特性的分析
    2.1 整体系统框图及原理
        2.1.1 系统整体框图
        2.1.2 系统工作原理
    2.2 控制模式
        2.2.1 电压控制模式
        2.2.2 电荷控制模式
        2.2.3 电流控制模式
    2.3 DC/DC转换器的瞬态特性分析
    2.4 本章小结
第三章 改善系统瞬态响应特性的技术研究
    3.1 外围器件的选取
        3.1.1 功率管与开关管的设计
        3.1.2 电容、电感滤波网络的选取
    3.2 电容倍增技术
    3.3 电流环模型
    3.4 斜坡补偿技术研究
        3.4.1 传统斜坡补偿的原理
        3.4.2 分段线性补偿
        3.4.3 自适应斜坡补偿
    3.5 本章小结
第四章 BUCK型DC/DC变换器的模块设计
    4.1 误差放大器模块
        4.1.1 传统的误差放大器
        4.1.2 本文中误差放大器的电路设计与分析
        4.1.3 补偿结构
        4.1.4 仿真结果与分析
    4.2 斜坡补偿电路设计
        4.2.1 自适应斜坡补偿电路结构
        4.2.2 仿真结果与分析
    4.3 驱动电路
        4.3.1 非交叠时钟产生电路
        4.3.2 死区时间控制电路
        4.3.3 仿真结果与分析
    4.4 电流比较器模块
        4.4.1 比较器的特性
        4.4.2 比较器电路结构
        4.4.3 输出缓冲级
        4.4.4 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 芯片整体电路功能仿真
    5.1 系统仿真拓扑结构
    5.2 系统仿真结果与分析
        5.2.1 系统上电过程仿真
        5.2.2 输出电压纹波仿真
        5.2.3 线性调整率仿真
        5.2.4 负载调整率仿真
        5.2.5 系统瞬态响应仿真
        5.2.6 转换效率仿真
    5.3 本章小结
第六章 总结
致谢
参考文献
攻读硕士期间研究成果



本文编号：3776391