一種基于雙斜坡補償技術的DC-DC開關電源IC設計.pdf

1、相比傳統(tǒng)的線性電源，DC-DC開關電源由于具有高效率、高可靠性、體積小等優(yōu)點，使其成為國內外研究的熱點。電流模式DC-DC開關電源具有響應速度快、穩(wěn)定性高、內在限流保護等特點在電源管理芯片中得到了廣泛的運用。在這一背景下，本文設計了一種基于雙斜坡補償技術的DC-DC開關電源IC，輸入電壓VI范圍為2.7~5.5V，輸出電壓VO范圍為VI~13V連續(xù)可調，PWM信號工作頻率為250kHz，典型應用條件下輸出電流在200mA之內。該開關電源

2、可以用作三端TFT液晶顯示驅動主升壓控制電路。
　　本文主要研究電流模式DC-DC開關電源中斜坡補償理論，分析了輸入電壓變化和電感電流擾動導致控制環(huán)路產生不穩(wěn)定的原因，給出抑制這兩種不穩(wěn)定因素的折中處理辦法。針對目前常見的單斜坡補償技術局限性，提出雙斜坡補償設計思想，在此理論基礎上完成了相應的雙斜坡補償控制環(huán)路設計。雙斜坡補償信號作為一對差模信號通過求和比較器對電感電流采樣信號及輸出電壓采樣信號進行斜坡補償，有效濾除雙斜坡補償信號

3、中的共模干擾，增強了斜坡補償的精度，提高了DC-DC開關電源的控制精度。采用求和比較器的結構代替誤差放大器和PWM比較器，將本來串行處理的斜坡補償信號和反饋信號進行并行處理，減小了斜坡補償和PWM調制的延時，提高了系統(tǒng)的瞬態(tài)響應速度。內設典型值500mA電流限制、過熱保護、欠壓保護電路保證了電路的可靠性操作。
　　本文完成DC-DC開關電源系統(tǒng)的各個單元電路設計與分析，重點分析雙斜坡補償控制環(huán)路中的鋸齒波及時鐘信號發(fā)生電路、雙斜坡

4、補償信號產生電路、電感電流采樣及斜率轉換電路、求和比較器電路。并設計分析了基準源電路和電流限制電路，以及其他一些輔助電路。
　　最后，基于0.6μmCMOSn阱工藝，采用Hspice軟件仿真，調整每個電路模塊參數使性能都滿足設計指標要求。通過整體電路仿真，典型應用條件VI=3.3V時，實現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓，輸出紋波在1％以內。加入雙斜坡補償后，驗證了負載電流突變時，系統(tǒng)具有良好的負載調整特性和快速的穩(wěn)態(tài)恢復時間，輸入電壓突變時，系統(tǒng)