基于紋波自適應關斷時間控制的單電感多輸出直流-直流轉換器的研究與設計.pdf

1、近幾年來以智能手機、平板電腦、電子書等為代表的新型便攜式電子設備已經成為進一步深化技術革命的中堅力量。而作為消費者最關心的問題，便攜式設備的續(xù)航能力需要通過對其中不同的模塊分別提供與其所對應的寬負載范圍電源電壓來加以提升，但這也同時增加了電源管理模塊的實現成本。由于單電感多輸出直流-直流轉換器可以在僅使用一個片外電感的基礎上提供多個高轉換效率的輸出電壓，從而減小片外元件數量和產品成本，因此成為了直流轉換器的一個熱點研究方向。
　　

2、本論文研究了單電感多輸出轉換器的基本結構與工作特性，并通過對目前現有的控制方法進行調研與總結，分析了多輸出結構其本身存在的問題和現有控制方法的不足之處。在此基礎上，提出了一種基于紋波的自適應關斷時間控制方法來解決單電感多輸出轉換器中效率與交調之間的矛盾，并且該控制方法同時擁有較快的響應速度以及較小的實現復雜度。本論文還將該控制方法應用于一款降壓型單電感四輸出DC-DC轉換器進行芯片設計與測試，從而驗證該控制方法的穩(wěn)定性與實用性。

3、　　本論文設計的基于紋波自適應關斷時間控制的降壓型單電感四輸出DC-DC轉換器電路基于GF2P4M0.35μm CMOS工藝進行設計與流片驗證，并采用片外4.7μH的電感和10μF的輸出電容。測試結果顯示，轉換器的開關頻率在不同的輸入輸出情況下都能鎖定在1MHz開關頻率，同時各路輸出電壓紋波均小于30mV。對于動態(tài)特性而言，轉換器可以實現快速的負載響應且交調小于0.04mV/mA，而DVS響應的速度也達到50mV/μs。轉換器的峰值效率