高效率低纹波峰值电流模Boost型DC-DC稳压器设计

摘要

本文基于西安电子科技大学的科研项目“深亚微米数模混合专用集成电路关键理论研究及设计实现”，设计了一款“低成本、高度集成多路输出电源控制器XD1174”，该控制器能够产生TV和监视器中薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)所需的多种供电电压。XD1174集成了正负电荷泵稳压器，为TFT栅极驱动器供电。升压和降压开关稳压器分别用来产生数字逻辑工作电压和源极驱动电压。该芯片还包含两个高性能运算放大器，用于驱动LCD背板(VCOM)。 论文首先从LCD的基本概念入手，论述其具体的供电方案，接着在对开关稳压器和线性稳压器的基本原理进行深入分析的基础上，提出了芯片的整体架构及具体实现方案。论文对XD1174中的Boost DC-DC稳压器的工作原理和具体电路设计作了全面深入的研究，又深入研究了开关稳压器的反馈控制模式，通过采用固定频率的峰值电流模PWM架构，芯片内部集成功率MOSFET来提供快速的负载瞬态响应；采用片外频率补偿方案保证电压环路稳定工作，实现了低纹波和高效率的优化组合，有效地节省了应用成本。采用线性稳压器为内部各模块提供工作电压，减小电源噪声的干扰。芯片还提供软启动功能，来限制启动过程中的浪涌电流。具有限流功能的内部开关和输出故障关断功能可以在故障状态下保护所有的稳压器。基于某公司0.6μmBCD工艺，使用Cadence等EDA软件完成子模块及整体电路的前仿真验证。仿真结果表明，电路功能和部分性能指标均已达到设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 LCD简介

1.2电源管理类IC的发展趋势

1.3论文的意义和内容安排

第二章 多路输出电源控制器的系统设计

2.1不同的稳压器的特点描述

2.2 XD1174的整体描述与系统框图

第三章DC-DC稳压器的工作原理

3.1 Boost型DC-DC稳压器的工作原理分析

3.2开关电源的控制方式

3.3反馈环路分析

3.4系统设计及主要电特性指标

第四章Boost电感式开关稳压器双环路稳定性分析

4.1电流环路定性分析及斜坡补偿原理

4.2稳定性及电压环路补偿分析

第五章XD1174 Boost型DC-DC关键模块得设计与仿真

5.1基准电路

5.2 LDO线性电源

5.3振荡器电路

5.4误差放大器

5.5软启动电路

5.6欠压闭锁电路

5.7过温保护

第六章 芯片整体功能仿真及主要电特性指标

6.1整体功能仿真

6.2主要电特性指标仿真

结束语

致谢

参考文献

在读期间研究成果