一種用于DC-DC變換器的帶斜坡補償電路的振蕩器設計.pdf

1、目前,單片集成DC-DC轉換器發(fā)展的主要趨勢是高頻化、高效率、高精度、低功耗、低電壓等,其中高頻化是提高功率密度、改善動態(tài)響應的重要技術途徑。振蕩器作為DC-DC轉換器核心模塊是實現(xiàn)高頻化的基礎之一。在電源電壓、溫度等變化或漂移的情況下,要求振蕩器產生的頻率穩(wěn)定性好、可調范圍寬、波形規(guī)則的信號輸出。另一方面,開關電源在電流控制模式下存在一個特殊的問題,在系統(tǒng)的占空比大于50％時便會出現(xiàn)開環(huán)不穩(wěn)定現(xiàn)象,主要是亞諧波振蕩現(xiàn)象。為了解決這個問

2、題,通常的方法是采用斜坡補償技術,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提高工作效率。
　　 本文先對振蕩器的基本組成單元和工作原理進行了介紹,在總結兩種常用片內振蕩器的優(yōu)缺點和分析傳統(tǒng)弛張振蕩器工作過程的基礎上,結合設計要求,提出了本文所設計的振蕩器結構,由恒流源充放電環(huán)路和RC充放電環(huán)路組成的雙比較器振蕩產生電路。論文主要從振蕩器核心電路,延時電路,斜坡補償電路三個部分進行設計與改進,使得振蕩器的性能滿足設計要求,在振蕩器的結構中加入了斜坡

3、補償信號產生電路,可以消除峰值電流控制模式開關電源中占空比大于50%時出現(xiàn)的開環(huán)不穩(wěn)定等問題,而且結構簡單易于控制。
　　 基于CSMC0.5μm CMOS工藝,利用Cadence Spectre仿真軟件對振蕩器電路在電源電壓、溫度變化以及工藝漂移的條件下進行了仿真驗證,結果表明:最大占空比為90%,輸出方波的頻率為1.2MHz,最大斜坡補償電壓斜率為10V/μs,補償頻率、占空比以及斜坡補償斜率的溫度系數(shù)小于5%,隨電源電壓變