一種高效同步升壓型芯片中過零檢測電路的研究與分析.pdf

1、隨著電子和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，便攜式電子設(shè)各電源管理芯片逐漸成為功率半導體集成電路最重要的應用領(lǐng)域之一。高集成度、高效率和低成本是此類電源芯片最重要的，特點。 鑒于檢測電路在高效率電流模式電源管理芯片或者其他公路電子等模擬應用中的無法比擬的作用，當前學術(shù)界、工業(yè)界都投入了大量的精力研究比較成熟的檢測方法以及相對應的高性能檢測電路。 本設(shè)計研究的目的是為變換器能夠在更寬的負載范圍內(nèi)具有高效率，即變換器不僅在重載情況具有高效

2、率，同時也要提升輕載的效率。當中小型功率設(shè)備處于閑置狀態(tài)時，即輕載或無載狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換器的控制模式由PWM控制模式自動轉(zhuǎn)換到跳周期PFM模式，即PSM(Pulse Skipping Mode)模式。當用電設(shè)備休眠時，電源芯片的負載為輕載狀態(tài)，意味著電感電流有可能在下一充電周期之前放電到零(Discontinuous Current Mode DCM模式)，一旦電感電流為零后，穩(wěn)壓電容就通過同步整流管對電感充電，此時電感電流變?yōu)榉聪?，本文?/p>

3、出采用零電流檢測電路，當電感電流小于某值時，關(guān)閉同步整流管，使體二極管開始工作，此法最大限度延長了同步整流管工作的時間，并且避免了電感電流反向，實現(xiàn)了效率最大提升。考慮到電路中存在延時，其中包括零電流比較器的轉(zhuǎn)換時間，邏輯電路延時，驅(qū)動電路延時和開關(guān)管關(guān)閉的延時。如果將零電流檢測比較器的門限設(shè)置在電感電流剛好為零時，就很可能已經(jīng)發(fā)生電感電流倒灌，所以采取提前值關(guān)斷。本文中將零電流比較器的門限設(shè)置在電感電流為50mA，當電感電流下降到50

4、mA時，零電流比較器翻轉(zhuǎn)，PMOS管關(guān)閉。 本文從對零電流檢測電路的設(shè)計指標開始，先后闡述了如何選擇控制模式，如何選擇電阻模型，以及對開關(guān)管和整流管的尺寸進行了研究，另外為達到更高的精確度，還進行了電阻修調(diào)，最后提出了本設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有零電流檢測電路結(jié)構(gòu)進行比較，對結(jié)構(gòu)進行了詳細的原理分析和系統(tǒng)仿真。 最后針對系統(tǒng)性能參數(shù)的變化，如性能不穩(wěn)定、參數(shù)發(fā)生漂移和退化等，對本設(shè)計結(jié)構(gòu)電路進行了容差分析。它大大減輕了建立電