低壓遲滯電流模升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1410的設(shè)計.pdf

1、本論文基于西安電子科技大學(xué)電路CAD所超高速電路設(shè)計與電磁兼容教育部重點實驗室科研項目，設(shè)計了一款低輸入電壓，高效率，低靜態(tài)電流，高集成度，快速響應(yīng)的遲滯電流模Boost型DC-DC電源轉(zhuǎn)換器XD1410。XD1410可應(yīng)用于多種便攜式電子產(chǎn)品中，主要應(yīng)用在無線鼠標中，因此眾多參數(shù)均根據(jù)無線鼠標的應(yīng)用情況來決定的。
　　XD1410采用啟動振蕩器電路和電荷泵電路以實現(xiàn)低輸入電壓啟動；采用遲滯電流模式設(shè)置恒定的電感電流紋波，以得到較

2、小的輸出電壓紋波；內(nèi)置過溫保護、過流保護和過零保護等模塊防止芯片在應(yīng)用過程中由于環(huán)境因素的改變而受到損壞，影響其再次使用。XD1410可自動在重載和輕載之間進行模式切換，提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，尤其是在輕載情況下的轉(zhuǎn)換效率，以減少輕載模式下的開關(guān)損耗和驅(qū)動損耗。該芯片采用同步整流方式且內(nèi)部無振蕩器模塊，簡化了芯片外圍器件和電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮小了版圖面積，從而節(jié)約成本。
　　論文首先闡述了電源管理類芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，闡明作者研究此芯片

3、以及寫此論文在市場應(yīng)用方面的重要意義。然后分析了開關(guān)電源電路中的電感式升壓型開關(guān)電源電路和電容式電荷泵電路的基本拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理，并介紹了開關(guān)電源內(nèi)部常采用的兩種調(diào)節(jié)模式PWM和PFM的優(yōu)缺點和電路內(nèi)部采用不同采樣電路的優(yōu)缺點，從而幫助讀者理解如何根據(jù)自己電路的不同功能選擇不同的調(diào)節(jié)模式和采樣電路；緊接著根據(jù)芯片的功能要求和性能指標，對XD1410進行了系統(tǒng)級設(shè)計，并從環(huán)路穩(wěn)定性分析如何選擇開關(guān)電源的外圍器件以及內(nèi)部補償器件；接下來重

4、點分析和介紹了XD1410內(nèi)部采用的關(guān)鍵子模塊，并給出了性能仿真波形；緊接著給出了該芯片的整體性能仿真情況和實際測試結(jié)果的應(yīng)用范圍；接下來說明了該芯片設(shè)計過程中具有的不足以及對該芯片的期望；最后是致謝。
　　本文采用0.35μm CMOS工藝，運用Cadence下的Hspice/Spectre等軟件對該芯片的子電路以及整體性能進行了前仿和后仿驗證，以防器件中的寄生參數(shù)對所設(shè)計電路有影響。仿真結(jié)果表明，該芯片在0.8V到5V的輸入電