基于PFM/PWM的高效同步升压型DC-DC转换器的设计
发布时间：2021-11-22 13:05
随着半导体技术的飞速发展,电子产品更新换代的速度日新月异,而电源作为电子产品的动力心脏也得到了长足的发展。国内外市场对电源管理芯片的需求越来越大,对其各方面指标要求更加严格,高性能、高效率、集成化和智能化是未来电源管理芯片发展的主要方向。现今全球提倡绿色环保、节能减排、发展低碳经济,因此具有高效率的DC-DC转换器得到了广泛的关注和研究。本文首先对同步升压型DC-DC转换器的基本原理、环路控制方式及调制方式进行了详细分析,然后对电流内环和电压外环的稳定性及补偿方法进行了分析和研究。在此分析的基础上设计了一款基于PFM/PWM的高效同步升压型DC-DC转换器,输入电压范围3.1V4.2V,带载范围02.1A。本文设计的转换器采用了同步整流,用PMOS同步管代替肖特基续流二极管,极大地减小了导通损耗,提高了系统转换效率。提出了一种根据输入输出电压动态调整的自适应斜坡补偿电路,保证电流环稳定的同时有效解决了一次线性斜坡补偿带来的过补偿及降低系统带载能力的问题。针对同步升压型DC-DC转换器在上电启动过程易产生过冲的问题,设计了一种适用于同步升压型D...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 电源管理芯片的发展近况
1.2 开关电源的发展趋势
1.3 论文的主要工作和章节安排
第二章 同步升压型DC-DC转换器的基本工作原理分析
2.1 DC-DC转换器的类型及基本工作原理
2.1.1 DC-DC转换器的基本类型
2.1.2 同步升压型DC-DC转换器的基本工作原理
2.2 同步升压型DC-DC转换器的调制方式
2.3 同步升压型DC-DC转换器的控制方式
2.3.1 电压模控制方式
2.3.2 电流模控制方式
第三章 XD1428系统架构及稳定性分析
3.1 电特性参数及系统架构
3.1.1 转换器整体功能描述
3.1.2 转换器典型应用及引脚定义
3.1.3 转换器主要参数指标
3.1.4 XD1428系统架构设计
3.2 峰值电流模升压型DC-DC转换器的环路稳定性分析
3.2.1 电流环的稳定性分析
3.2.2 电压外环的稳定性分析
3.3 升压型DC-DC转换器的效率分析及外围器件的选取
3.3.1 转换器的效率分析
3.3.2 DC-DC转换器外围器件的选取
第四章 XD1428中关键模块的设计与实现
4.1 自适应斜坡补偿
4.1.1 斜坡补偿方式
4.1.2 本文自适应斜坡补偿电路的设计
4.2 软启动电路
4.2.1 传统的软启动方法
4.2.2 本文同步升压型DC-DC转换器软启动模块的设计
4.3 PFM切换电路及过零比较器
4.3.1 PFM切换电路
4.3.2 过零比较器
4.4 带隙基准电路
4.4.1 带隙基准的基本原理
4.4.2 本文采用的带隙基准电路
第五章 XD1428整体电路的仿真验证
5.1 整体电路的仿真及分析
5.1.1 转换器上电启动仿真波形
5.1.2 转换器不同模式下的稳定工作波形
5.1.3 转换器瞬态响应仿真波形
第六章 结束语
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高带载能力的高稳定性自适应斜坡补偿电路[J]. 代国定,欧健,马任月,杨令,刘跃智. 电子科技大学学报. 2014(02)
[2]局部集成、灵活配置的Micro PMU或将成为电源管理主流模式[J]. 郝跃国. 集成电路应用. 2013(06)
[3]智能电源管理[J]. 李健. 电子产品世界. 2013(02)
[4]谈开关电源的原理和发展趋势[J]. 杨建伟. 科技与企业. 2012(22)
[5]峰值电流模升压转换器的动态斜坡补偿电路设计[J]. 章剑,徐江涛,张国辉,姚素英,张之圣. 电子技术应用. 2011(11)
[6]开关电源的基本原理及发展趋势探析[J]. 侯清江,张黎强,许栋刚. 制造业自动化. 2010(09)
[7]低电压、高PSRR的带隙电压基准源[J]. 徐静萍. 西安邮电学院学报. 2009(01)
[8]新一代开关电源发展趋势[J]. 李文才,鲁传峰. 能源技术与管理. 2008(05)
[9]PWM DC-DC转换器系统建模分析[J]. 乐忠明,吴金,姚建楠,李艳芳. 电子器件. 2008(02)
[10]一种DC-DC全区间分段线性斜坡补偿电路设计（英文）[J]. 叶强,来新泉,李演明,袁冰,陈富吉. 半导体学报. 2008(02)
硕士论文
[1]PWM降压型DC-DC开关变换器芯片的设计[D]. 杨紫尘.大连理工大学 2013
[2]DC-DC变换器的失效分析与研究[D]. 郭贵临.复旦大学 2011
[3]升压式DC/DC变换器的研究与设计[D]. 成楠.西安电子科技大学 2010
[4]开关电源中限流比较器的设计[D]. 宾元杰.西南交通大学 2008
[5]一种PWM升压式DC-DC芯片的设计[D]. 张玺.华中科技大学 2006
本文编号：3511753
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 电源管理芯片的发展近况
1.2 开关电源的发展趋势
1.3 论文的主要工作和章节安排
第二章 同步升压型DC-DC转换器的基本工作原理分析
2.1 DC-DC转换器的类型及基本工作原理
2.1.1 DC-DC转换器的基本类型
2.1.2 同步升压型DC-DC转换器的基本工作原理
2.2 同步升压型DC-DC转换器的调制方式
2.3 同步升压型DC-DC转换器的控制方式
2.3.1 电压模控制方式
2.3.2 电流模控制方式
第三章 XD1428系统架构及稳定性分析
3.1 电特性参数及系统架构
3.1.1 转换器整体功能描述
3.1.2 转换器典型应用及引脚定义
3.1.3 转换器主要参数指标
3.1.4 XD1428系统架构设计
3.2 峰值电流模升压型DC-DC转换器的环路稳定性分析
3.2.1 电流环的稳定性分析
3.2.2 电压外环的稳定性分析
3.3 升压型DC-DC转换器的效率分析及外围器件的选取
3.3.1 转换器的效率分析
3.3.2 DC-DC转换器外围器件的选取
第四章 XD1428中关键模块的设计与实现
4.1 自适应斜坡补偿
4.1.1 斜坡补偿方式
4.1.2 本文自适应斜坡补偿电路的设计
4.2 软启动电路
4.2.1 传统的软启动方法
4.2.2 本文同步升压型DC-DC转换器软启动模块的设计
4.3 PFM切换电路及过零比较器
4.3.1 PFM切换电路
4.3.2 过零比较器
4.4 带隙基准电路
4.4.1 带隙基准的基本原理
4.4.2 本文采用的带隙基准电路
第五章 XD1428整体电路的仿真验证
5.1 整体电路的仿真及分析
5.1.1 转换器上电启动仿真波形
5.1.2 转换器不同模式下的稳定工作波形
5.1.3 转换器瞬态响应仿真波形
第六章 结束语
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高带载能力的高稳定性自适应斜坡补偿电路[J]. 代国定,欧健,马任月,杨令,刘跃智. 电子科技大学学报. 2014(02)
[2]局部集成、灵活配置的Micro PMU或将成为电源管理主流模式[J]. 郝跃国. 集成电路应用. 2013(06)
[3]智能电源管理[J]. 李健. 电子产品世界. 2013(02)
[4]谈开关电源的原理和发展趋势[J]. 杨建伟. 科技与企业. 2012(22)
[5]峰值电流模升压转换器的动态斜坡补偿电路设计[J]. 章剑,徐江涛,张国辉,姚素英,张之圣. 电子技术应用. 2011(11)
[6]开关电源的基本原理及发展趋势探析[J]. 侯清江,张黎强,许栋刚. 制造业自动化. 2010(09)
[7]低电压、高PSRR的带隙电压基准源[J]. 徐静萍. 西安邮电学院学报. 2009(01)
[8]新一代开关电源发展趋势[J]. 李文才,鲁传峰. 能源技术与管理. 2008(05)
[9]PWM DC-DC转换器系统建模分析[J]. 乐忠明,吴金,姚建楠,李艳芳. 电子器件. 2008(02)
[10]一种DC-DC全区间分段线性斜坡补偿电路设计（英文）[J]. 叶强,来新泉,李演明,袁冰,陈富吉. 半导体学报. 2008(02)
硕士论文
[1]PWM降压型DC-DC开关变换器芯片的设计[D]. 杨紫尘.大连理工大学 2013
[2]DC-DC变换器的失效分析与研究[D]. 郭贵临.复旦大学 2011
[3]升压式DC/DC变换器的研究与设计[D]. 成楠.西安电子科技大学 2010
[4]开关电源中限流比较器的设计[D]. 宾元杰.西南交通大学 2008
[5]一种PWM升压式DC-DC芯片的设计[D]. 张玺.华中科技大学 2006
本文编号：3511753
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