PWM/PFM双模调制的高效率降压型DC-DC开关电源芯片设计

发布时间：2023-03-22 20:49

　　借助于通讯与网络平台发展起来的移动互联技术,带动了以平板电脑、智能手机、蓝牙音箱、OTT盒子等为代表的便携式移动电子产品的飞速发展。在电池技术难以在短时间内有较大改进的前提下,要想延长电池的工作时间,通过优化环路控制的方式提升电源的效率是不二选择。本文主要是从提高便携式SOC芯片的供电电源的电源转换效率的角度,对降压型开关变换器进行研究和设计。首先,分析了降压型变换器的功率损耗特点,得到影响转换效率的重要因素是功率管上的损耗。通过对比分析PWM(脉宽调制)和PFM(脉频调制)这两种模式的特点,采用PWM和PFM双模式控制,以利用PWM模式在大负载电流下的高转换效率以及PFM在小的负载电流下的高转换效率的特点,从而提高了芯片的转换效率。为了提高开关变换系统的抗扰动性能,分别对电压单环控制和电流双环控制的特点进行分析比较,并确定采用峰值电流型的PWM控制以及基于电流采样的迟滞PFM控制的系统控制方式。其次,根据本文所采用的系统架构,重点介绍了峰值电流型PWM调制的非理想参数的小信号建模,以及完成了控制环路的频率补偿设计,并对PFM调制系统进行了设计。最后,采用CSMC 0.25um BCD...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 开关电源的发展历程
    1.3 国内外研究现状
    1.4 论文的主要内容与安排
2 Buck型DC-DC开关变换器基本原理
    2.1 Buck型转换器的拓扑结构和工作原理
    2.2 Buck型转换器的调制方式
    2.3 Buck型转换器的控制环路
    2.4 Buck型转换器的关键问题
    2.5 本章小结
3 DC-DC转换器的系统设计与仿真
    3.1 PWM/PFM混合模式降压型DC-DC转换器的系统架构
    3.2 DC-DC转换器相关参数的选取
    3.3 PWM调制设计与仿真
    3.4 PFM调制设计
    3.5 本章小结
4 主要模块电路的设计与仿真
    4.1 带隙基准（REF）模块电路设计与仿真
    4.2 误差放大器（EA）模块电路设计与仿真
    4.3 高速比较器（CA）模块电路设计与仿真
    4.4 振荡器电路（OSC）和补偿斜坡电路（Vslope）设计与仿真
    4.5 电流采样电路设计与仿真
    4.6 本章小结
5 系统仿真和分析
    5.1 系统功能验证仿真
    5.2 线性调整特性仿真
    5.3 负载调整特性仿真
    5.4 本章小结
6 论文工作总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来的工作与展望
致谢
参考文献



本文编号：3767557