一款具備恒流輸出功能的BOOST型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1415的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本論文基于西安電子科技大學(xué)電路CAD所科研項(xiàng)目“深亞微米數(shù)?；旌蠈?zhuān)用集成電路關(guān)鍵理論研究及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)”，設(shè)計(jì)了一款具備恒流輸出功能的Boost型DC-DC轉(zhuǎn)換器XD1415。與一般的DC-DC轉(zhuǎn)換器相比，恒流輸出是一種全新的功能，不需要復(fù)雜的外圍電路，轉(zhuǎn)換器XD1415可以在片內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒流輸出功能，可以有效地提高轉(zhuǎn)換器的帶載范圍，并且節(jié)約成本。
　　傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器由于受到過(guò)流保護(hù)功能的限制，在電流達(dá)到過(guò)流保護(hù)電流值時(shí)會(huì)關(guān)斷轉(zhuǎn)換器，而本文所

2、述轉(zhuǎn)換器利用恒流輸出功能限制最大電流以提高轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載范圍。轉(zhuǎn)換器 XD1415主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備如手機(jī)、PAD以及移動(dòng)電源等，具有高效率，高集成度的特點(diǎn)，可以為便攜式電子設(shè)備提供穩(wěn)定持續(xù)的輸出，延長(zhǎng)電池使用壽命。轉(zhuǎn)換器采用同步整流方式，簡(jiǎn)化了外圍電路。
　　論文首先介紹集成電路技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)常用的直流穩(wěn)壓技術(shù)（線(xiàn)性穩(wěn)壓器、電荷泵以及DC-DC轉(zhuǎn)換器）進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹；然后對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（升壓型，降

3、壓型以及升壓降壓型）進(jìn)行了分析說(shuō)明，根據(jù)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)電路圖，推導(dǎo)出連續(xù)導(dǎo)通模式與非連續(xù)導(dǎo)通模式之間的臨界條件，同時(shí)也對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器的不同內(nèi)部控制方式：電壓?？刂啤⒎逯惦娏髂？刂?、平均電流?？刂埔约斑t滯電流模控制進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)脈沖寬度調(diào)制和脈沖頻率調(diào)制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；接下來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)換器XD1415的各項(xiàng)性能指標(biāo)做了具體的介紹，給出了轉(zhuǎn)換器的XD1415的控制部分的環(huán)路架構(gòu)圖，并對(duì)實(shí)現(xiàn)恒流輸出功能的電流環(huán)路的具體工作方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析，

4、轉(zhuǎn)換器XD1415采用峰值電流?？刂疲琍WM調(diào)制，同時(shí)在峰值電流模環(huán)路的基礎(chǔ)上，添加了一個(gè)電流環(huán)路來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流輸出功能，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到一定值時(shí)，轉(zhuǎn)換器XD1415通過(guò)逐漸降低輸出電壓的方式而使輸出電流保持不變，恒流輸出狀態(tài)下的輸出電流值可以通過(guò)外置電阻調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)換器工作頻率為800kHz，內(nèi)部集成軟啟動(dòng)、過(guò)溫保護(hù)以及過(guò)流保護(hù)功能；然后對(duì)轉(zhuǎn)換器XD1415的部分模塊電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹，有使能模塊、欠壓鎖存模塊、頻率發(fā)生器模塊、平均電流采

5、樣模塊、斜坡補(bǔ)償模塊、GMI放大器模塊和VREFX模塊，并分別給出了仿真驗(yàn)證結(jié)果和分析，這些模塊作為轉(zhuǎn)換器XD1415控制部分的核心模塊，其性能直接影響轉(zhuǎn)換器的最終性能；最后給出了轉(zhuǎn)換器XD1415的整體仿真結(jié)果，結(jié)果表明轉(zhuǎn)換器XD1415可以很好的實(shí)現(xiàn)所預(yù)設(shè)的恒流輸出功能，在輸出電流小于所設(shè)定的恒流輸出電流值時(shí)，轉(zhuǎn)換器工作在恒壓輸出模式；當(dāng)輸出電流大于所設(shè)定的恒流輸出電流值，轉(zhuǎn)換器工作在恒流輸出模式。
　　本論文所描述的轉(zhuǎn)換器X