高效率大电流动态输出DC/DC集成电路的研究与设计

摘要

本论文的设计工作来源于西安电子科技大学的科研项目“电源管理类集成电路关键技术理论研究与设计”，作者承担了一款高效率、大电流、输出可动态调节DC/DC集成电路的研究与设计工作。 论文在深入系统地分析和研究了电流模降压型DC/DC转换器的工作原理和关键技术的基础上，成功地设计了一款高效率、大电流、输出可动态调节：DC/DC转换器芯片XD6927。该芯片的转换效率可高达96﹪，采用同步整流技术，提高芯片转换效率的同时节省了PCB板的面积；突发工作模式的引入使得芯片在轻负载条件下仍然能够保持高效率；内置旁路PMOS管的设计减小了总的导通电阻，降低了电感上的功率损耗，提高了芯片的转换效率。XD6927采用新颖的分段线性斜坡补偿技术，解决了在大占空比条件下电流环路不稳定的问题，避免了在小占空比条件下过补偿现象的发生，提高了系统的带载能力。XD6927引入外部基准引脚REF，在外部调节器的驱动下，轻松地实现了输出电压在0.3V～3.5V的范围内动态可调节。最后，为了解决芯片的可测性问题，通过管脚复用设计了相应的测试电路，可缩短芯片的研发周期以及提高产品的效益。 文中对XD6927的系统及主要功能模块进行了详细的理论分析，并基于0.5μmCMOS工艺，利用Workview、Hspice等EDA软件完成了电路的设计和前仿真验证，仿真结果表明各项性能指标满足设计要求。

目录

文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1电源管理的发展

1.2集成电压转换器的分类

1.3论文主要章节安排

第二章Buck型DC/DC系统分析

2.1开关型电压转换器简介

2.2 Buck型DC/DC稳态分析

2.3 Buck型DC/DC小信号模型分析

第三章XD6927系统研究与设计

3.1系统功能及电特性指标

3.2 XD6927系统设计构想

3.3 XD6927系统架构设计

3.4 XD6927电流环稳定性与斜坡补偿研究

3.5 XD6927动态输出设计

3.6 XD6927系统可测性设计

第四章XD6927电路设计与仿真验证

4.1电压基准模块

4.2电流基准模块

4.3振荡器模块

4.4斜坡电流产生模块

4.5突发模式检测模块

4.6电流比较器模块

4.7测试电路模块

第五章XD6927整体电路仿真验证

5.1关键特性仿真曲线

5.2整体仿真电特性指标

结束语

致谢

参考文献

在读期间研究成果