一种Buck型CD-DC变换器驱动电路的优化设计

摘要

便携式电子产品的日益普及给单片开关电源提供了广阔的市场。而这类开关电源芯片面临的首要问题是如何在功耗、稳定性和快速响应等方面满足系统日益苛刻的要求。解决该问题的有效方法之一就是采取动态自适应控制，针对不同的负载情况采取不同的控制策略，有效的提高系统的转换效率。
　　 本文首先介绍了降压式DC-DC开关变换器的电路结构及工作原理，然后详细探讨了引起系统损耗的各种因素，提出了一款电流模降压型DC-DC变换器，采取了基于电感电流感应的动态死区时间与过零检测技术相结合的控制方法。该控制方法能够根据负载的变化动态地调节死区时间，有效地减小变换器的能量损耗，从而提高变换器在全负载下的转换效率。同时本文还针对功率管宽度对系统效率的影响进行分析，得到了系统效率与功率管宽度以及负载电流之间的关系。
　　 在实际电路的设计中，本文采用CSMC0．5μm CMOS工艺，从功率级设计开始，详细讨论了元件类型的选择、电路结构参数的确定，随后设计了一款采用PWM控制模式的DC-DC变换器系统，详细分析了系统驱动级主要模块的原理并给出了仿真结果，并利用Cadence软件完成了版图设计与后仿真验证。系统仿真结果表明，该系统在工作电压4V-6V下能够稳定工作，效率最高能够达到92％，满足设计指标的要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 DC-DC变换器的发展概况

1.3 论文研究的目的和意义

1.4 芯片的设计指标

1.5 本论文主要工作

第二章 BUCK型DC-DC变换器及功率级设计原理

2.1 Buck型DC-DC变换器电路结构及工作原理

2.2 Buck型DC-DC变换器控制方法

2.3 Buck型DC-DC变换器建模及补偿原理

2.4 Buck型DC-DC变换器功率级设计原理

第三章 高效率BUCK型DC-DC变换器功率级电路设计

3.1 系统外围参数选取

3.2 Buck型DC-DC变换器的系统架构

3.3 逻辑及驱动电路设计

3.4 电流感应电路的设计

3.5 自适应死区控制电路设计

3.6 过零检测电路设计

3.7 过流保护电路设计

3.8 过温保护电路设计

第四章 系统仿真与版图设计

4.1 仿真环境简介

4.2 系统仿真与分析

4.3 版图设计

4.4 系统与部分模块的后仿真

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢