PSM控制器主體模塊的研究.pdf

1、脈沖跨周期調(diào)制模式（PSM）因其輕負載效率高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強等眾多優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源DC-DC變換器中。
　　首先本文基于本課題組提出的一種優(yōu)化的PSM控制器及5μm BiCMOS工藝庫，繪制了控制器的全部版圖，其包括電流極限比較器、電流極限狀態(tài)機、基準源、數(shù)字控制、序列檢測和主控門六個模塊。然后著重研究PSM控制器中常用模擬電路模塊，包括電流極限比較器、電壓基準源和誤差運放三個部分。
　　本文主要完成以下

2、工作：
　　1）PSM控制器最核心的電路模塊—電流極限比較器包括電感電流檢測電路、電感電流比較電路和斜坡補償電路。本文首先研究該三個組成部分的工作原理及傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，然后分別提出了一種改進的電路結(jié)構(gòu)。其中所設(shè)計的電流檢測電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單、精度較高和可省去脈沖前沿消隱電路的優(yōu)點；所設(shè)計的電流比較電路不需要開關(guān)管和電阻網(wǎng)絡(luò)就可以產(chǎn)生系統(tǒng)所需的多個離散的占空比，并且該電路還具有低功耗和低電源電壓的優(yōu)點；所設(shè)計的斜坡補償電路對于升壓

3、轉(zhuǎn)換器具有自調(diào)節(jié)斜坡補償功能，可以防止斜坡過補償或欠補償。最后基于0.5μm CMOS工藝用Hspice軟件對子電路和整體電路進行仿真，仿真結(jié)果表明所提出的電路結(jié)構(gòu)與理論分析相符合，成本較低，并能保證較高的成品率，適合于工程應(yīng)用。
　　2）對于電壓基準源模塊，本文僅研究帶隙電壓基準源的高階溫度曲率補償技術(shù)。首先基于傳統(tǒng)的指數(shù)曲率補償技術(shù)提出了一種新的拋物線曲率補償技術(shù)，其利用晶體管電流增益的溫度特性和禁帶寬度變窄因子來補償一階電壓

4、基準源。然后針對該新的曲率補償方法，提出了二個改進的電路結(jié)構(gòu)，并基于BiCMOS工藝進行了電路仿真。仿真結(jié)果表明：所提出的曲率補償技術(shù)和基準源電路能產(chǎn)生具有三階曲率補償?shù)幕鶞孰妷?，?400C到+1250C的溫度范圍內(nèi)溫度系數(shù)僅為0.52ppm/0C，在10KHz頻率處的電源抑制比(PSRR)大于60dB。
　　3）對于誤差運放模塊，本文僅研究用于線性調(diào)整管(LDO)的單密勒電容補償?shù)牡蛪喝壵`差運放。首先詳細介紹了已提出的二種單

5、密勒電容補償?shù)牡蛪喝壵`差運放結(jié)構(gòu)及其頻率補償技術(shù)，并分析其各自的優(yōu)缺點。然后提出一種改進的低壓三級誤差運放電路結(jié)構(gòu)，其能產(chǎn)生二個左半平面的零點對運放進行頻率補償。針對該電路結(jié)構(gòu)，本文詳細分析了零極點分布對運放頻率特性的影響，最后經(jīng)過比較分析，提出了一種新的頻率補償技術(shù)。該補償技術(shù)能非常方便地利用一個左半平面零點對運放主極點進行補償，從而打破了主極點及電壓增益對帶寬的限制，大大擴展了誤差運放的帶寬，同時第二個左半平面的零點能保證運放具有