一款高精度非同步Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1582的設(shè)計.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，電源管理類芯片的性能越來越受到重視。尤其是具備高效率的開關(guān)電源芯片逐漸被應(yīng)用于各種由電池供電的便攜式數(shù)字設(shè)備，比如手機、平板、個人數(shù)字輔助裝備（PDA）等掌上設(shè)備。電源管理系統(tǒng)設(shè)計中越來越看重高效、節(jié)能、綠色等方面的性能，于是高性能、低功耗、低干擾的電源芯片在同類競爭中脫穎而出，倍受青睞。本文基于此背景，結(jié)合在實驗室所積累的科研項目，完成了一款高性能、高精度的非同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　

2、本文在詳細(xì)研究了Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理和PWM調(diào)制模式以及連續(xù)導(dǎo)通工作模式（CCM）的基礎(chǔ)上，設(shè)計一款高精度非同步降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。該電路采用峰值電流模控制模式，有效提高了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度，消除了輸出電感造成的雙極點，且很容易設(shè)計其控制環(huán)路。系統(tǒng)采用PWM調(diào)制模式，在工作頻率固定的情況下，通過調(diào)節(jié)占空比的大小來實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)制，其外部電路結(jié)構(gòu)簡單固定，輸出電壓紋波較小且具有良好的線性度。為防止占空比超過50

3、％時引起的亞諧波震蕩，芯片內(nèi)部加入了斜坡補償電路，能很好地提高峰值電流?？刂齐娐返姆€(wěn)定性。芯片內(nèi)部自帶基準(zhǔn)參考電壓產(chǎn)生電路，且通過加入高溫補償進一步優(yōu)化了基準(zhǔn)參考電壓的精度，有效消除外部輸入電壓波動對內(nèi)部模塊的影響，這不僅提高了電路性能，也降低了芯片功耗。系統(tǒng)的保護電路有過溫保護電路，且加入了一定的遲滯防止誤翻轉(zhuǎn)的發(fā)生，有效地對芯片工作溫度進行限制，保護電路不被燒壞。加入了逐周期的電流限制功能，逐周期地檢測流過電感的電流，實時保護電感不

4、會因過流而燒壞。在過流乃至短路狀態(tài)下芯片會進入打嗝模式，有效防止了故障期間對芯片造成的損壞。設(shè)計了一個以鑒頻鑒相器、電荷泵、壓控振蕩器（VCO）為基礎(chǔ)的同步時鐘模塊，使芯片內(nèi)部時鐘能有效同步外部所給的時鐘。在芯片啟動階段，設(shè)計相對較為簡單的軟啟動模塊用以防止轉(zhuǎn)換器的輸出電壓出現(xiàn)較大過沖，實現(xiàn)了輸出電壓的平穩(wěn)啟動。此外，芯片還集成了欠壓鎖存、過壓保護、自舉等多種功能電路。其固定工作頻率為420kHz，高工作頻率使得其外部元件的尺寸相對較小