一种直流电源转换电路的研究和设计

摘要

由于开关电源具有效率高、体积小的特点，所以得到越来越广泛的应用。本文分析了一种双输出DC/DC升压变换器，设计了其中的部分子电路模块。它采用1.5微米BiCMOS/DMOS工艺，输入电压范围是2.7～5.5V，电路以恒定电流驱动5个串连白光LED或者以恒定电压驱动一个OLED显示器。在输出恒定电压时采用PFM调制方式：输出恒流时则采用PWM调制方式。内部过压保护电路和1MHz的开关频率使得用户可以选用体积更小、成本更低的外部元件。电路采用电流反馈控制模式，具有限流、欠压保护、过温保护等功能。 本文对直流升压Boost电路的工作模式、控制模式和调制模式进行了详细的理论分析。分析了Boost电路的两种工作模式（即连续电流模式和不连续电流模式），以及目前应用比较广泛的电流反馈控制模式，最后对频率宽度调制(PWM)模式和频率脉冲调制(PFM)模式进行了对比分析。在设计子电路模块时，主要分析了以下四个模块：带隙基准电压源、过温保护电路、过压保护电路和欠压保护电路。首先分析这些子电路模块的工作原理并推导相关的计算公式，然后对子电路模块进行功能仿真。在子电路模块设计完成之后对Boost电路的整体特性进行了仿真，并根据仿真结果对子电路模块参数进行微调，调整后的整体电路经仿真效率达到80％。最后分析了该电路架构设计上的特点，并对所作的工作进行了详细的总结。 在完成电路原理分析与电路设计的基础之上，文中应用EDA软件HSPICE对各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真及量化模拟，仿真结果均达到或优于预定指标，验证了文中阐述的直流升压Boost电路的设计理论，是设计理论与实践相结合的一次有价值的尝试。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

第二章Boost电路原理和整体架构分析

第三章子电路模块设计与仿真

第四章联合仿真

第五章结论

致谢

参考文献

个人简历、在学校期间发表的学术论文