一款峰值電流模同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD2121的設(shè)計(jì).pdf

1、由于電源是電子設(shè)備產(chǎn)品正常工作的基礎(chǔ)部件，隨著電子設(shè)備產(chǎn)品市場(chǎng)的需求越來(lái)越大，使得對(duì)電源的性能要求也越來(lái)越高。由于開(kāi)關(guān)電源具有小型輕量、高性能和高效率的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，在這樣的市場(chǎng)需求背景下，本論文設(shè)計(jì)了一款峰值電流模同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。
　　本論文首先介紹了開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓源的發(fā)展史及未來(lái)趨勢(shì)，其次詳細(xì)敘述了開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)，然后，基于開(kāi)關(guān)電源的基本原理深入分析了DC-DC轉(zhuǎn)換器三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（降壓型、升壓型和降壓

2、升壓型）及工作原理，同時(shí)對(duì)降壓型轉(zhuǎn)換器兩種控制方式（電壓模、峰值電流模）進(jìn)行了深入的闡述，并對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器的兩種調(diào)制方式（PWM和PFM）進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，然后，針對(duì)目前社會(huì)的需求和實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的結(jié)合，設(shè)計(jì)出本芯片的電氣特性和性能指標(biāo)，并對(duì)本芯片所設(shè)計(jì)的子模塊功能作了簡(jiǎn)單介紹，且深入分析了降壓型轉(zhuǎn)換器采用峰值電流模時(shí)存在的系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題及解決方法，其次，重點(diǎn)對(duì)芯片的部分子模塊進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為提高芯片的可讀性，芯片增加了POWERGO

3、OD模塊，使用戶(hù)直接了解芯片是否正常工作，且為避免反饋電壓的波動(dòng)對(duì)輸出結(jié)果的影響，設(shè)計(jì)了30μs的延遲。同時(shí)芯片添加了HICCUP模塊，當(dāng)芯片發(fā)生短路時(shí)，觸發(fā)HICCUP模塊，使芯片進(jìn)入HICCUP模式，避免由于短路對(duì)芯片器件的損壞，且當(dāng)短路移除時(shí)，芯片能快速的恢復(fù)正常工作。通過(guò)增加這些模塊使芯片具有高可讀性、高可靠性等特點(diǎn)。并用Cadence軟件對(duì)這些子模塊進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證。最后，介紹了本芯片的整體仿真驗(yàn)證和版圖的技術(shù)，給出了芯片工

4、作在滿(mǎn)載、空載、短路與負(fù)載階躍響應(yīng)的整體仿真測(cè)試電路和結(jié)果，使其性能符合芯片所設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)，同時(shí)詳細(xì)介紹了版圖的兩種技術(shù)（對(duì)稱(chēng)性和參考源分部的技術(shù)），并給出本芯片的整體格局圖。
　　本論文所研究的芯片XD2121采用PWM調(diào)制模式實(shí)現(xiàn)寬負(fù)載的高效性，采用峰值電流環(huán)路控制方式實(shí)現(xiàn)快速的環(huán)路瞬態(tài)響應(yīng)，采用連續(xù)導(dǎo)通模式實(shí)現(xiàn)較小的輸出電壓紋波，內(nèi)部集成功率管實(shí)現(xiàn)同步整流，并采用斜坡補(bǔ)償電路實(shí)現(xiàn)電流環(huán)路的穩(wěn)定，且內(nèi)部集成多種保護(hù)電路，如熱