基于紋波自適應(yīng)關(guān)斷時(shí)間控制的單電感多輸出直流-直流轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近幾年來(lái)以智能手機(jī)、平板電腦、電子書(shū)等為代表的新型便攜式電子設(shè)備已經(jīng)成為進(jìn)一步深化技術(shù)革命的中堅(jiān)力量。而作為消費(fèi)者最關(guān)心的問(wèn)題，便攜式設(shè)備的續(xù)航能力需要通過(guò)對(duì)其中不同的模塊分別提供與其所對(duì)應(yīng)的寬負(fù)載范圍電源電壓來(lái)加以提升，但這也同時(shí)增加了電源管理模塊的實(shí)現(xiàn)成本。由于單電感多輸出直流-直流轉(zhuǎn)換器可以在僅使用一個(gè)片外電感的基礎(chǔ)上提供多個(gè)高轉(zhuǎn)換效率的輸出電壓，從而減小片外元件數(shù)量和產(chǎn)品成本，因此成為了直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。
　　

2、本論文研究了單電感多輸出轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)與工作特性，并通過(guò)對(duì)目前現(xiàn)有的控制方法進(jìn)行調(diào)研與總結(jié)，分析了多輸出結(jié)構(gòu)其本身存在的問(wèn)題和現(xiàn)有控制方法的不足之處。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于紋波的自適應(yīng)關(guān)斷時(shí)間控制方法來(lái)解決單電感多輸出轉(zhuǎn)換器中效率與交調(diào)之間的矛盾，并且該控制方法同時(shí)擁有較快的響應(yīng)速度以及較小的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。本論文還將該控制方法應(yīng)用于一款降壓型單電感四輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)與測(cè)試，從而驗(yàn)證該控制方法的穩(wěn)定性與實(shí)用性。

3、　　本論文設(shè)計(jì)的基于紋波自適應(yīng)關(guān)斷時(shí)間控制的降壓型單電感四輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器電路基于GF2P4M0.35μm CMOS工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)與流片驗(yàn)證，并采用片外4.7μH的電感和10μF的輸出電容。測(cè)試結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率在不同的輸入輸出情況下都能鎖定在1MHz開(kāi)關(guān)頻率，同時(shí)各路輸出電壓紋波均小于30mV。對(duì)于動(dòng)態(tài)特性而言，轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)快速的負(fù)載響應(yīng)且交調(diào)小于0.04mV/mA，而DVS響應(yīng)的速度也達(dá)到50mV/μs。轉(zhuǎn)換器的峰值效率