峰值電流模式BUCK-BOOST電源芯片設(shè)計.pdf

1、隨著集成電路設(shè)計技術(shù)和半導(dǎo)體制造技術(shù)的日益發(fā)展，便攜式電子產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用。為了滿足不同應(yīng)用的需要，對電子產(chǎn)品電源驅(qū)動芯片的設(shè)計也更富有挑戰(zhàn)，包括：在寬的輸入電壓范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的輸出電壓，在輕載和重載時保持高的轉(zhuǎn)換效率，以及更少的外圍元器件。
　　論文設(shè)計了一款基于BUCK-BOOST拓撲結(jié)構(gòu)的電源驅(qū)動芯片。它的輸入電壓范圍為2.4V~5.5V，輸出電壓正端固定為4.6V，負端電壓可調(diào)，最低可達-6V，最大輸出負載電流為100

2、mA。芯片通過采用峰值電流控制模式，改善了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能，通過電壓外環(huán)控制和電流內(nèi)環(huán)控制的雙閉環(huán)控制方式，提高了系統(tǒng)的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率。在效率設(shè)計方面，芯片采用PFM(脈沖頻率調(diào)制)調(diào)制方式，并且根據(jù)負載電流的大小，自動在CCM(連續(xù)導(dǎo)通模式)和DCM(斷續(xù)導(dǎo)通模式)工作模式之間切換，實現(xiàn)了在寬的負載范圍內(nèi)保持高的轉(zhuǎn)換效率，并通過采用同步整流技術(shù)，進一步提高芯片的效率。
　　論文首先分析BUCK-BOOST變換器的基本工

3、作原理、電壓控制模式與峰值電流控制模式、同步整流技術(shù)以及變換器的功率級模型，然后對芯片控制環(huán)路的設(shè)計思想和環(huán)路的穩(wěn)定性進行了重點分析，包括環(huán)路增益的計算以及環(huán)路補償?shù)膶崿F(xiàn)原理。其次，根據(jù)芯片的整體功能要求，提出了整個芯片的實現(xiàn)方案，設(shè)計了關(guān)鍵的模塊，包括誤差運放、補償電路、帶隙電壓基準和模擬比較器。對這些模塊給出了相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，詳細的分析了電路的工作原理，并運用HSPICE仿真軟件對電路進行功能驗證與性能參數(shù)的仿真。最后，論文對整個芯