一种异相双输出同步整流BUCK型DC-DC控制器设计与研究

摘要

便携式电子设备朝低压低功耗方向发展,CPU、MCU等数字处理器的集成度及工作频率越来越高,需要电源对其供电的电流也越来越大。这就需要电源系统具有提供大电流和低输出电压能力。
　　文章介绍了一种具有异相时钟控制双输出通道、工作频率可变(140KHz-650KHz)、内部设定可以选择工作频率(250KHz、400KHz、600KHz)、输入电压范围为4-40V、输出电压范围为0.8-10V、重载时电源转换效率达到90％以上、具有良好线性调整率和负载调整率、能够适用于大电流输出的应用环境、使用电流模式 PWM控制技术使输入输出电压突变可得到快速响应的同步整流BUCK型DC-DC转换器芯片设计。
　　设计上采用自上而下的设计方法,结合理论分析,从芯片整体架构出发,阐明双通道转换器的架构及工作原理,并说明了采用此架构的优缺点;接下来对具体通道的PWM环路控制方法进行对比论证,提出优化设计方案,并分析此优化方案的环路补偿方法;之后设计了PWM环路相关电路模块:误差放大器、PWM比较器、斜坡补偿电路、振荡器等,并对各个电路模块仿真数据进行分析验证;最后,对芯片外围架构及外围主要器件的选择进行分析,并在此基础上对芯片整体系统仿真数据进行分析,给出一些主要系统参数的仿真数据。
　　整体系统仿真数据显示,所设计的DC-DC转换器在输出电压为3.3V、输出电流5A和输出电压为8.5V、输出电流3.5A条件下,各项仿真参数都满足设计要求。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及发展趋势

1.2 课题目的和意义

1.3 文章主要工作及组织结构

1.4 本章小结

第二章 DC-DC转换器理论分析

2.1 DC-DC转换器拓扑结构

2.2 DC-DC转换器工作原理

2.3 同步整流技术

2.4 本章小结

第三章 芯片整体拓扑结构设计

3.1 异相输出DC-DC转换器拓扑设计

3.2 PWM控制环路设计

3.3 芯片内部结构设计

3.4 本章小结

第四章 电路模块设计与仿真

4.1 斜坡补偿模块电路设计与仿真

4.2 振荡器设计与仿真

4.3 多相位时钟产生电路设计与仿真

4.4 误差放大器及软启动电路设计与仿真

4.5 PWM电流比较器设计与仿真

4.6 本章小结

第五章 芯片系统级仿真

5.1 芯片系统仿真拓扑及外围器件选择

5.2 系统仿真结果

5.3 本章小结

第六章 总结

致谢

参考文献

攻硕期间的研究成果