降壓型多轉換模式開關電容DC-DC轉換器的研究與設計.pdf

1、近些年隨著計算機，電子技術的高速發(fā)展，便攜式電子產品得到廣泛應用，比如電子書、手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦等電子產品。為了滿足消費者的需求，便攜式電子產品不僅在功能和性能上越來越優(yōu)異，體積上也越來越小巧化。然而這些改變及優(yōu)化，對電源管理系統(tǒng)提出了更高的要求，不僅要為便攜式電子設備提供穩(wěn)定、高效、持久的電源，其設計還要符合便攜式電子產品小型化發(fā)展趨勢。
　　針對這一發(fā)展趨勢，本論文設計了一款降壓型多轉換模式開關電容DC-DC轉換器。為

2、了提高系統(tǒng)轉換效率，采用了增益跳變調制技術，系統(tǒng)先根據(jù)輸入電壓選擇基本轉換模式，再根據(jù)負載情況進行轉換比切換，若負載進入重載情況下，自動切換到1X模式，提高負載驅動能力，若負載進入輕載情況下，自動切換到低一級轉換比模式，減小不必要的能量損耗，提高整體轉換效率。此外，采用了跳周期調制技術，當負載進入輕載狀態(tài)下，通過減小開關頻率，可提高輕載效率。為了得到較小輸出電壓紋波，采用了紋波抑制調制技術，使轉換器的開關電流與負載電流相匹配，從而降低輸

3、出電壓紋波。
　　本論文首先對開關電容DC-DC轉換器基礎原理進行了詳細分析，然后給出系統(tǒng)設計指標和框圖，進而對每一個子模塊進行晶體管級設計，包括帶隙基準電路、振蕩電路、增益跳變電路、跳周期電路、紋波抑制電路、驅動電路等，最后基于CSMC0.5umCMOS工藝，對系統(tǒng)進行spectre仿真，由仿真結果表明，輸入電壓在2.6V～4.2V范圍內時，可將輸出電壓紋波控制在15mV以內，系統(tǒng)峰值效率達到81.23％，負載調整率小于0.4％