一款高效同步峰值电流模Buck型DC-DC转换器XD1338的设计

摘要

21世纪以来，各种电子设备随着科技的发展层出不穷，越来越多的进入人们的日常生活并与之产生紧密联系。而为这些电子设备提供能量的电源管理技术俨然成为它们的心脏，也越来越多的受到众多科研工作者与工程师的重视，这就使得人们对电源管理技术的要求越来越高。本论文的工作来自于西安电子科技大学超高速电路设计与电磁兼容教育部重点实验室的科研项目，作者承担的是一款频率为1MHz的高效同步电流模Buck型DC-DC转换器的研究与设计。
　　本论文先对电源管理技术的历史发展进行了简单的概述与总结，从作者角度阐述了当前电源管理芯片的行业背景；接着对各种转换器类别与工作原理进行了分析推导，并重点对Buck型DC-DC转换器的工作模式与控制方式进行了分析；然后，对芯片XD1338的整体系统架构进行了说明，提出了XD1338的主要电特性指标；对芯片进行了自上而下的设计，并对关键模块进行了电路等效图的理论研究与实际电路图的工作原理分析以及仿真验证；最后，对芯片的功能进行了全面整体的仿真验证，验证结果符合预期。
　　XD1338采用PWM调制的峰值电流模式，大大的提高了芯片的效率。同时，芯片内置软开关启动模块，有效的避免了上电时浪涌电流的产生，使得芯片输出一直处于稳定状态。此外，该芯片还内置过温保护、过压保护、欠压锁存等保护模块，可以很好的保护芯片不被损毁，延长芯片的使用寿命。
　　本论文所设计的高效同步电流模Buck型DC-DC转换器XD1338采用了0.5μm的CMOS工艺，在Cadence环境的Hspice仿真器下进行仿真验证，结果表明芯片的各项性能指标都符合预期。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 电源管理技术的发展概况

1.3 课题研究意义与前景

1.4论文研究内容与章节安排

第二章 开关电源的工作原理介绍

2.1 DC-DC转换器的分类及基本原理

2.2 Buck型DC-DC的稳态分析

2.3 系统控制模式的选择

2.4 Buck型DC-DC转换器的主要性能指标

2.5 本章总结

第三章 芯片XD1338的系统设计

3.1 XD1338的简介

3.2 XD1338的系统功能设计

3.3 典型应用电路及外围器件的选择

3.4本章总结

第四章 芯片XD1338关键子模块电路设计

4.1 带隙基准电压模块

4.2 偏置电流的设计

4.3 振荡器的设计

4.4 电流采样模块

4.5 过温保护模块

4.6 软启动电路的设计

4.7 本章总结

第五章 芯片XD1338整体电路仿真与版图设计

5.1 芯片XD1338整体电路性能仿真验证

5.2 XD1338版图规划设计

5.2 本章总结

结束语

参考文献

致谢

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