基于双极工艺的开关稳压电源设计与研究

摘要

双极集成电路以其较高的增益和较快的速度等优点在中小规模集成电路产品中仍占有主导地位。开关稳压电源在提高效率，延长手持装置电池使用寿命等方面具有很多优点。结合双极工艺和开关稳压电源的优点，本文设计了一款高效率开关稳压电源XD6912。 XD6912采用电压模PWM控制方式，工作在150kHz固定频率下，具有输入电源电压变化范围宽，输出电压可调，提供大负载电流等优点。首先采用40V双极型工艺可降低芯片的成本和面积；其次利用ITL关断功能，保证在待机时的静态电流只有30μA；再次由于内置动态频率补偿网络使芯片工作时所需的外围器件较少；最后芯片设计了在故障情况下的保护电路，整体实现良好的工作性能。本文对开关稳压电源的系统架构和内部各子模块电路的设计进行了详细的描述。并且通过比较电压模PWM控制方式和电流模PWM控制方式的优缺点，证明在实际应用中选择合适的控制方式是非常重要的。 对关键电路进行了Hspice仿真验证，根据工作模式选择合适的外部元件对系统进行模拟，并给出模拟结果和结果分析。模拟结果证明该转换器满足了多种负载下高效率的设计要求。在输入电压20V，输出电压5V，负载电流3A时效率可以达到80﹪以上。

目录

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第一章绪论

第二章芯片整体设计

2.1芯片特点

2.2降压型开关稳压电源工作原理

2.3 XD6912典型应用

2.4芯片工艺选择

2.5参数指标要求

2.6本章小结

第三章高效电压模控制XD6912的设计

3.1系统框图及各子模块功能定义

3.2启动电路的设计

3.3基准电路的设计

3.4内部振荡器的设计

3.5误差放大器的设计

3.6脉宽调制比较器的设计

3.7降频比较器的设计

3.8限流比较器的设计

3.9逻辑电路的设计

3.10驱动电路的设计

3.11本章小结

第四章整体功能仿真验证

第五章电流模控制方式的研究

5.1关键技术难点的研究

5.2本章小结

结束语

致谢

参考文献

在读期间研究成果