高效率峰值電流模降壓型開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器XD1436的研究與設(shè)計.pdf

1、當(dāng)今世界，人們的生活、工作和社會的發(fā)展已經(jīng)離不開由電子器件組成的電子設(shè)備，其中電源管理芯片的應(yīng)用范圍十分廣泛。本論文結(jié)合芯片實際典型應(yīng)用電路，經(jīng)過詳細(xì)的理論分析后，成功的設(shè)計實現(xiàn)了一款采用恒定頻率的高效同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1436。
　　論文首先對電源管理芯片的發(fā)展背景以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了概述；在綜合考慮人口、能源、環(huán)境等因素的基礎(chǔ)上，總結(jié)了開關(guān)電源技術(shù)的特點，并對其發(fā)展趨勢做出了展望；論文對開關(guān)電源的相關(guān)技術(shù)以及主要特性

2、指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；由于本文設(shè)計的芯片XD1436為降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，本文對DC-DC轉(zhuǎn)換器的BUCK、BOOST、BUCK-BOOST的基本電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了原理分析與推導(dǎo)；在此基礎(chǔ)上，綜合考慮芯片功能、實際應(yīng)用情況以及工藝水平，確定了芯片XD1436的主要電特性指標(biāo)要求，選定其控制方式后，設(shè)計了整體電路的架構(gòu)。
　　結(jié)合芯片整體工作原理及功能要求，本文對芯片XD1436進(jìn)行了系統(tǒng)級設(shè)計，結(jié)合實際應(yīng)用要求，確定了芯片XD

3、1436的主要電特性指標(biāo)，并且對XD1436芯片系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)模塊劃分，將芯片分為使能控制模塊 ENABLE、電壓欠壓鎖存模塊UVLO、基準(zhǔn)電壓模塊VREF、振蕩器OSC、線性斜坡補(bǔ)償電路SLOPE、誤差放大電路EA、PWM比較器、過溫關(guān)斷保護(hù)模塊OTP、軟啟動模塊Soft_Start、邏輯控制模塊LOGIC等17個模塊。論文給出了芯片的關(guān)鍵子電路的電路原理分析，并在此基礎(chǔ)上，對每個功能模塊以及整體電路的典型性能參數(shù)進(jìn)行了仿真驗證。該芯

4、片采用同步整流技術(shù)，在提高了芯片轉(zhuǎn)換率的同時，避免了一個外部肖特基二極管，節(jié)省了PCB板的面積；2.7V至5.5V的輸入電壓范圍，3A的最大輸出電流的特性，使得芯片XD1436成為了便攜式筆記本電腦、LCD TV、機(jī)頂盒等電子產(chǎn)品應(yīng)用的理想選擇；100％的占空比，滿足了芯片低輸出電壓紋波的要求，實現(xiàn)了低壓降操作，并延長了便攜式系統(tǒng)中電池的使用壽命；芯片的低輸出電壓紋波以及內(nèi)部采用較小的電感器和電容器，使芯片獲得了1MHz的高開關(guān)頻率，并

5、且引入了線性斜坡補(bǔ)償技術(shù)，有效避免亞諧波振蕩現(xiàn)象的出現(xiàn)；欠壓鎖存、過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、過溫關(guān)斷等保護(hù)模塊的設(shè)計，提高了該芯片的可靠性和使用壽命；采用簡單的分壓結(jié)構(gòu)，得到0.6V的反饋基準(zhǔn)電壓；為防止芯片啟動過程中浪涌電流和過沖電壓對芯片造成損壞，降低其使用壽命，芯片 XD1436設(shè)計了軟啟動功能模塊。
　　論文對 XD1436系統(tǒng)及主要功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，并基于0.5μm CMOS工藝，利用 Cadence完成了芯片