一款移动电源用高效同步升压DC-DC转换器的研究与设计

摘要

随着便携式电子设备的快速普及和发展，高效率的供电系统设计需求显得越来越迫切。本文研究设计了一款高效率同步升压芯片，其主要应用在移动电源供电系统中，可以延长电源供电时间，显著提高供电效率。该芯片采用同步峰值电流控制模式，外围器件较少，应用非常方便。
　　论文首先介绍了DC-DC转换器的发展历程和现状，详细描述了DC-DC转换器的工作原理和控制方式，在此基础上，根据性能要求和设计指标，设计了一款应用在移动电源供电系统中的升压芯片。该芯片采用同步整流和峰值电流控制模式，工作频率为1M Hz，内置了电压环路补偿和电流斜坡补偿。芯片在重载时采用PWM控制，轻载时可以自动切换到PSM控制，从而保证全负载范围内的高效率。除此之外，芯片还内置了软启动模块，过流保护模块，输入欠压锁定模块，输出过压保护模块，过温保护模块，输出短路保护模块等保护措施。
　　该芯片基于CSMC的0.5um BCD工艺设计，采用cadence软件对电路的各个模块和系统进行了仿真。结果表明，在2.7V的输入电压下可以提供输出5V/2A的带载能力，平均效率可以达到92％以上，芯片的各项指标均符合设计要求。

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第一章 绪论

1.1 选题缘由和意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 论文的主要内容及章节安排

第二章 开关电源基本原理

2.1 开关电源的拓扑结构类型

2.2 开关电源的控制方式

2.3 Boost DC-DC转换器输出电压纹波分析

第三章 芯片系统设计

3.1 芯片的性能要求和设计指标

3.2 芯片的控制方式

3.3 芯片的电压环路频率补偿

3.4 芯片的电流环路斜坡补偿

3.5 芯片的效率

3.6 芯片的结构和子模块划分

第四章 芯片主要电路模块的设计和仿真

4.1 带隙基准电压模块

4.2 欠压锁定模块UVLO

4.3 误差放大器模块EA

4.4 振荡器模块OSC

4.5 电流采样电路模块

4.6 短路保护电路模块

4.7 过温保护电路模块

第五章 芯片系统应用和整体仿真

5.1 芯片典型应用仿真图

5.2 芯片整体仿真结果

结束语

参考文献

致谢

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