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

1、由于電源是電子設備產(chǎn)品正常工作的基礎部件，隨著電子設備產(chǎn)品市場的需求越來越大，使得對電源的性能要求也越來越高。由于開關電源具有小型輕量、高性能和高效率的優(yōu)點，已被廣泛的應用到各個領域，在這樣的市場需求背景下，本論文設計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關穩(wěn)壓源的發(fā)展史及未來趨勢，其次詳細敘述了開關電源的優(yōu)缺點，然后，基于開關電源的基本原理深入分析了DC-DC轉(zhuǎn)換器三種拓撲結構（降壓型、升壓型和降壓

2、升壓型）及工作原理，同時對降壓型轉(zhuǎn)換器兩種控制方式（電壓模、峰值電流模）進行了深入的闡述，并對DC-DC轉(zhuǎn)換器的兩種調(diào)制方式（PWM和PFM）進行了簡單介紹，然后，針對目前社會的需求和實驗室項目的結合，設計出本芯片的電氣特性和性能指標，并對本芯片所設計的子模塊功能作了簡單介紹，且深入分析了降壓型轉(zhuǎn)換器采用峰值電流模時存在的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題及解決方法，其次，重點對芯片的部分子模塊進行了詳細的分析，為提高芯片的可讀性，芯片增加了POWERGO

3、OD模塊，使用戶直接了解芯片是否正常工作，且為避免反饋電壓的波動對輸出結果的影響，設計了30μs的延遲。同時芯片添加了HICCUP模塊，當芯片發(fā)生短路時，觸發(fā)HICCUP模塊，使芯片進入HICCUP模式，避免由于短路對芯片器件的損壞，且當短路移除時，芯片能快速的恢復正常工作。通過增加這些模塊使芯片具有高可讀性、高可靠性等特點。并用Cadence軟件對這些子模塊進行了功能仿真驗證。最后，介紹了本芯片的整體仿真驗證和版圖的技術，給出了芯片工

4、作在滿載、空載、短路與負載階躍響應的整體仿真測試電路和結果，使其性能符合芯片所設計的性能指標，同時詳細介紹了版圖的兩種技術（對稱性和參考源分部的技術），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)制模式實現(xiàn)寬負載的高效性，采用峰值電流環(huán)路控制方式實現(xiàn)快速的環(huán)路瞬態(tài)響應，采用連續(xù)導通模式實現(xiàn)較小的輸出電壓紋波，內(nèi)部集成功率管實現(xiàn)同步整流，并采用斜坡補償電路實現(xiàn)電流環(huán)路的穩(wěn)定，且內(nèi)部集成多種保護電路，如熱