一種適用于高精度DC-DC變換器的寬頻鎖定技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著集成電路的技術(shù)壁壘不斷突破，電子產(chǎn)品對性能的要求也開始提高。電源管理芯片也必須要提高性能以使用于各種各樣的產(chǎn)品。開關(guān)電源在工業(yè)控制、移動(dòng)通訊等各種應(yīng)用環(huán)境中被廣泛應(yīng)用。高精度輸出、低EMI、快速響應(yīng)是DC/DC設(shè)計(jì)領(lǐng)域長期關(guān)注的話題。不同控制模式的DC/DC往往有不同的性能，通常針對不同的應(yīng)用條件會(huì)選擇合適的控制策略來滿足應(yīng)用環(huán)境的要求。目前DC/DC的一個(gè)研究熱點(diǎn)是采用鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)來將傳統(tǒng)的DC/DC的工作頻率鎖定，以此

2、來確定EMI的頻譜。這樣做有利于設(shè)計(jì)EMI濾波器進(jìn)行濾波。本文將重點(diǎn)放在如何確定DC/DC的開關(guān)頻率。
　　首先，本文分析了可以固定DC/DC頻率的一些控制模式。分別分析了這些控制模式的優(yōu)缺點(diǎn)。綜合考慮，確定了本文將要設(shè)計(jì)的DC/DC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一種采用PLL來鎖定開關(guān)頻率的結(jié)構(gòu)。因此，本文又對PLL的基本原理與組成進(jìn)行了分析。逐個(gè)分析了PLL各個(gè)子模塊的功能及實(shí)現(xiàn)原理，并對各個(gè)子模塊進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，對PLL的開環(huán)傳輸函數(shù)進(jìn)行了分

3、析。在理論的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)PLL系統(tǒng)。該系統(tǒng)把PLL與DC/DC合理的結(jié)合在了一起，將DC/DC環(huán)路當(dāng)作PLL的壓控振蕩器(VCO)。成功實(shí)現(xiàn)了通過PLL技術(shù)來鎖定DC/DC的開關(guān)頻率。
　　本文的電路實(shí)現(xiàn)采用了 CSMC0.25μm BCD工藝。電路設(shè)計(jì)完成之后，用Hspice對子模塊仿真。在所有模塊的設(shè)計(jì)正確性都得到驗(yàn)證之后，對整體系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，在200 kHz-2 MHz的頻率范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)頻率的鎖定