基于BUCK型DC-DC轉(zhuǎn)換器的高性能誤差放大器設(shè)計(jì).pdf

1、開關(guān)電源因其具有穩(wěn)壓輸入范圍寬、效率高、功耗低、體積小、重量輕等顯著特點(diǎn)而得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，從家用電器設(shè)備到通信設(shè)施、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、交通設(shè)施、儀器儀表以及工業(yè)設(shè)備等都有較多應(yīng)用，尤其是作為便攜式產(chǎn)品的電池提供高性能電源輸出，比其他結(jié)構(gòu)具有不可超越的優(yōu)勢(shì)。開關(guān)電源的穩(wěn)定性直接影響著電子產(chǎn)品的工作性能。誤差放大器是直流開關(guān)電源系統(tǒng)中電壓控制環(huán)路的核心部分，其性能優(yōu)劣直接影響著整個(gè)直流開關(guān)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因而分析系統(tǒng)對(duì)誤差放大器的性能

2、需求并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出滿足系統(tǒng)需求的高性能誤差放大器是本論文的主要研究目標(biāo)。 本文誤差放大器的設(shè)計(jì)基于一款Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的設(shè)計(jì)需求，從系統(tǒng)穩(wěn)定性、負(fù)載調(diào)整率及響應(yīng)速度要求的角度出發(fā)，首先對(duì)該款Buck型DC-DC轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)電壓控制環(huán)路進(jìn)行小信號(hào)建模并分析系統(tǒng)控制環(huán)路零極點(diǎn)分布，確定環(huán)路補(bǔ)償策略，進(jìn)而在系統(tǒng)級(jí)對(duì)誤差放大器的主要性能參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)并通過(guò)HSPICE仿真軟件驗(yàn)證了其正確性。其次基于系統(tǒng)級(jí)對(duì)誤差放大器的性

3、能參數(shù)設(shè)計(jì)，提出了一種滿足該系統(tǒng)需求的誤差放大器晶體管級(jí)結(jié)構(gòu)，其核心電路采用BJT組成的兩級(jí)跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(OTA)結(jié)構(gòu)，在放大器差分級(jí)的有源負(fù)載中加入了等值匹配電阻，使得差分級(jí)小信號(hào)直流增益和跨導(dǎo)可調(diào)，從而簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)使得誤差放大器的小信號(hào)直流增益和跨導(dǎo)較易被調(diào)節(jié)到滿足系統(tǒng)需求的值。另外在誤差放大器的OTA結(jié)構(gòu)中加入了動(dòng)態(tài)跨導(dǎo)調(diào)整電路，加快了系統(tǒng)的大信號(hào)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。最后根據(jù)系統(tǒng)對(duì)誤差放大器性能需求的分析，對(duì)誤差放大器進(jìn)行優(yōu)化，在核