開關(guān)電源中張弛振蕩器的研究與設(shè)計.pdf

1、開關(guān)電源以其小體積、高效率等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于通訊、電子、雷達(dá)、導(dǎo)航和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。產(chǎn)生時鐘信號的振蕩器則是開關(guān)電源的關(guān)鍵電路，其性能優(yōu)劣直接影響電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展，要求電源系統(tǒng)趨向多功能、小型封裝、低功耗、更短的設(shè)計周期。因此，在日益縮小的芯片面積上，提高振蕩器性能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性是設(shè)計者面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　本文從上述角度出發(fā)，以提高開關(guān)電源的頻率穩(wěn)定性和拓展振蕩器電路功能為目的，對振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和電路

2、功能擴(kuò)展進(jìn)行研究。本文的設(shè)計目標(biāo)為:振蕩器的中心頻率為310KHz，隨電源電壓在2.5～5.5V變化和溫度在-40～80℃變化產(chǎn)生的頻率的偏移在4％以內(nèi)。本文的主要研究工作歸納如下:
　　(1)歸納并分析了振蕩器在開關(guān)電源中的應(yīng)用，引入了張弛振蕩器結(jié)構(gòu)。對比開關(guān)電源中常用的張弛振蕩器，結(jié)合對振蕩器穩(wěn)定性的要求，提出了本文所設(shè)計的振蕩器結(jié)構(gòu)。為了保證振蕩器頻率穩(wěn)定性，對振蕩器的核心電路進(jìn)行了精心設(shè)計，并針對這些關(guān)鍵電路進(jìn)行了容差分析

3、。分析比較器傳輸時延的因素，設(shè)計了快速比較器電路;增添基準(zhǔn)電路分別對充放電電流和比較器的門限進(jìn)行補(bǔ)償，實現(xiàn)了振蕩頻率在很寬的溫度范圍和電壓范圍達(dá)到高穩(wěn)定。
　　(2)提出了張弛振蕩器功能擴(kuò)展電路。針對電流模式中亞諧波振蕩問題，通過斜坡補(bǔ)償理論分析，提出了自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路;為了消除多個接近開關(guān)電源并聯(lián)、串聯(lián)系統(tǒng)下的差頻噪聲，設(shè)計用簡單的接口模塊整形外同步信號，實現(xiàn)外同步功能;為了有效的抑制電磁干擾現(xiàn)象，分析了頻率抖動原理，采用頻率