电流模式PWM升压型开关电源芯片的设计

摘要

本论文设计了一款应用于便携式产品的高性能升压(BOOST)型 DC/DC变换器。该开关电源芯片基于双极工艺设计,主要用于液晶显示器(LCD)及手机屏幕背光驱动。电路采用电流控制型PWM方式调制,内建频率为1.5MHz的振荡器。输入电压范围为3.5V到16V,具有较宽的输入电压范围,输出高达24V的稳定输出电压。
　　在对开关电源转换器的基本原理和拓扑结构进行详细分析的基础上,根据芯片的功能要求和性能指标对芯片的系统工作模式进行了论述,给出了芯片整体电路设计框图,并对各模块电路进行了详细的原理分析和设计。针对电流模式在占空比大于50％时的开环不稳定和亚谐波振荡问题,提出了结构简单的动态斜坡补偿电路;同时芯片集成了软启动电路和过压保护电路,使得系统更加安全稳定。
　　该变换器子模块由基准电路、误差放大器、振荡器、PWM比较器、动态补偿电路等单元电路组成。电路基于2μm36V Bipolar工艺,利用Cadence软件仿真工具进行了模块和系统仿真验证,仿真结果表明,电路功能和性能指标达到了设计要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 电源技术的分类及特点

1.2 论文的研究背景与意义

1.3 开关电源的研究动态及发展趋势

1.4 论文的主要工作及章节安排

第2章 DC-DC开关电源工作原理

2.1 Boost型DC-DC变换器

2.2 Buck型DC-DC变换器

2.3 Buck-Boost型DC-DC变换器

2.4 开关电源调制方式

2.5开关电源控制模式

第3章 电流模式关键技术分析

3.1 电压环稳定性分析及频率补偿

3.2 电流环稳定性分析及斜坡补偿3.2.1 开环不稳定性

第4章 芯片系统设计

4.1 芯片系统设计及电气特性指标

4.2 工艺选择

第5章 芯片子模块电路设计与仿真

5.1 基准电路

5.2 误差放大器

5.3 振荡器

5.4 PWM比较器

5.5 斜坡补偿电路

5.6 芯片整体电路仿真

5.7 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文