DCDC开关电源管理芯片得设计
电流模式DCDC同步降压芯片的设计与实现
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）模式选择单元以及ＰＦＭ驱动等功能。我们利用Ｍａｔｌａｂ分析了系统的 传输函数，增加了系统的稳定性，并优化了部分单元电路的结构。然后通过详细 的仿真测试，保证了电路结构的正确性。随后，我们完成了整个芯片版图的布图 工作，并将ＧＤＳＩＩ文件提交至晶圆厂流片。最后，我们对流片后的工程样片做了
１．４系统设计目标
本设计采用ＣＳＭＣ ＤＰＴＭ
０．５岬工艺进行仿真，并参加华润上华ＭＰＷ流片。
本产品的设计目标为：
工作电压：２．５．５．５ｖ 参考电压：０．６ｖ
ＰＷＭ工作频率：１．５ＭＨｚ
峰值电流：１．８Ａ 效率：＞７５％ 芯片面积：＜ｌｍｍ２ 静态电流：＜ｌｍＡ
７．要求良好的散热解决方案；
１．３本文所做的工作
本论文所要设计的芯片主要针对于使用单个锂电池供电（２．５Ｖ０５．５Ｖ）便携式
设备（包括智能手机，微处理器、ＤＳＰ内核供电，无线、ＤＳＬ猫，ＰＤＡ，ＭＰ３
播放器等），输出电压可低至０．６Ｖ的高效率降压直流变换芯片。高效率（７５％以
上）和成本优势是本设计的主要考虑。本论文的结构如下： 第一章为前言部分，主要介绍电源管理技术的背景知识和本论文的工作。 第二章介绍开关电源的系统知识，对本论文所采用的技术进行了较详细的阐 述，并且给出了本论文所设计芯片的系统框图。
ｔｈｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ．
ｐａｐｅｒ，ｗｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ
ｍａｉｎ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｔ ｃａｕｓｅ ｔｈｅｓｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｓｏｍｅ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｇｉｖｅｎ．
Ｋｅｙ
Ｗｏｒｄｓ：ＳＭＰＳ，Ｂｕｃｋ，ＰＷＭ，ＰＦＭ
DCDC开关电源管理芯片得设计
DC-DC开关电源管理芯片得设计引言电源就是一切电子设备得心脏部分，其质量得好坏直接影响电子设备得可靠性。
而开关电源更为如此，越来越受到人们得重视。
目前得计算机设备与各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套得电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率得DC/ DC开关稳压电源。
目前电力电子与电路得发展主要方向就是模块化、集成化。
具有各种控制功能得专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高, 给应用带来极大方便。
从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动,应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求得幅值偏差范围内，需要复杂得控制技术,于就是各种PWM空制结构得研究就成为研究得热点。
在这样得前提下,设计开发开关电源DC-DC控制芯片,无论就是从经济,还就是科学研究上都就是就是很有价值得。
1、开关电源控制电路原理分析DC- DC变换器就就是利用一个或多个开关器件得切换,把某一等级直流输入电压变换成另一等级直流输出电压。
在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件得导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制］PWM法。
PWI从控制方式上可以分为两类,即电压型控制(voltage mode control) 与电流型控制(current mode control) 。
电压型控制方式得基本原理就就是通过误差放大器输出信号与一固定得锯齿波进行比较，产生控制用得PWMI号。
从控制理论得角度来讲，电压型控制方式就是一种单环控制系统。
电压控制型变换器就是一个二阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容得电压与输出滤波电感得电流。
二阶系统就是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心得设计与计算后,在满足一定得条件下，闭环系统方能稳定得工作。
dcdc开关电源设计原理和制作
dcdc开关电源设计原理和制作一、开关电源的基本原理开关电源是一种通过控制开关晶体管开通和关断时间比率，维持稳定输出电压的电源。
它主要由输入电路、输出电路、开关晶体管、振荡电路、稳压控制电路等组成。
开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、电力电子等领域。
二、开关电源的组成开关电源主要由以下几个部分组成：1.输入电路：接收交流电源输入，进行滤波、整流等处理，将交流电转化为直流电。
2.输出电路：将开关晶体管输出的脉动直流电进行滤波、稳压等处理，输出稳定的直流电。
3.开关晶体管：控制电源的开通和关断，决定输出电压的大小。
4.振荡电路：产生一定频率的脉冲信号，控制开关晶体管的开通和关断时间比率。
5.稳压控制电路：根据输出电压的变化，控制开关晶体管的导通时间，维持输出电压的稳定。
三、开关电源的设计设计开关电源需要考虑以下因素：1.输入电压范围：根据设备需要确定输入电压范围。
2.输出电压和电流：根据设备需要确定输出电压和电流。
3.转换效率：选择合适的开关晶体管和电路设计，提高转换效率。
4.稳定性：选择合适的稳压控制电路和反馈元件，保证输出电压的稳定性。
5.散热设计：选择合适的散热器和设计合适的散热结构，保证开关电源的正常工作。
四、开关电源的制作制作开关电源需要按照以下步骤进行：1.设计电路板：根据设计好的电路图，制作适合的电路板。
2.选择合适的电子元件：根据设计需要选择合适的电子元件，如开关晶体管、电容、电感等。
3.组装电路：将选择的电子元件按照电路图组装在一起。
高效电感式降压型DCDC电源管理芯片的设计
背景
电感式降压型DCDC电源管理芯片通过转换输入电压为所需的输出电压，为负 载提供稳定可靠的电源。其基本工作原理是：输入电压经电感器和开关管组成的 电路进行降压和整流，再经过输出滤波器平滑输出电压，实现稳定的输出。电感 式降压型DCDC电源管理芯片具有负载响应速度快、效率高、体积小、寿命长等优 点，已成为现代电子设备中的关键组件。
在实际应用中，可能还需要根据具体需求进行适当调整和优化，例如进一步 减小体积、提高效率、增强可靠性等。总之，本次演示对电流控制模式PWM降压 DCDC转换器的设计进行了详细阐述和实验验证，为相关领域的研究和应用提供了 有益的参考和借鉴。
谢谢观看
4、保护功能：考虑选择具有过压、过流、过温等保护功能的芯片，以提高 系统的安全性和稳定性。
5、价格：在满足性能要求的前提下，选择价格适中、性价比高的芯片。
电路设计
电感式降压型DCDC电源管理芯片的电路设计要点包括：
1、电感选择：根据输出电流和磁芯材料选择合适的电感值和额定电流。电 感值直接影响电路的滤波效果和输出电压的稳定性。
3、根据实际应用需求，调整电阻分压网络的阻值，以产生合适的偏置电压。
电路实验
通过搭建实验电路，验证电流控制模式PWM降压DCDC转换器的设计正确性。 在实验中，使用测试电路来检测输出电压和电流，使用示波器来观测PWM信号的 波形，使用万用表来测量电阻分压网络的阻值。通过改变输入电压或负载电阻来 观察输出电压的变化情况，从而验证转换器的稳定性和可靠性。
引言
随着电子技术的飞速发展，各种电子设备对电源的需求日益多样化。其中， 降压DCDC转换器作为一种重要的电源转换器，能够将输入的直流电压转换成较低 的直流电压，以满足各种设备的电源需求。而电流控制模式PWM降压DCDC转换器 具有更高的效率和控制精度，因此在实际应用中具有重要意义。
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现一、Buck型DC-DC开关电源的原理Buck型DC-DC开关电源采用PWM（脉宽调制）技术实现降压功率转换。
其基本原理是通过开关管（MOSFET）的开关控制，使电源源电压经过电感产生瞬间高压脉冲，然后经过二极管和电容进行滤波，从而得到较低的输出电压。
1.选取合适的芯片2.电路设计在电路设计中，需要考虑以下关键元件：（1）开关管（MOSFET）：选择合适的MOSFET型号，使其能够承受输入电压和输出电流，并具有低导通压降和低开关损耗。
（2）电感：选择合适的电感器件，使其具有足够的电感值，以满足电路的输出电流要求，同时要考虑其饱和电流和电流纹波等参数。
（3）二极管：选用具有较高效率和低电压降的二极管，以减小功率损耗。
（4）滤波电容：选择适当的电容容值和工作电压，以保证输出电压的稳定性和滤波效果。
3.控制电路设计（1）比较器：用于比较输出电压反馈和参考电压，生成PWM信号。
（2）误差放大器：通过调节反馈电压和参考电压之间的差值，实现输出电压的稳定控制。
（3）反馈电路：将输出电压反馈给误差放大器，使其可以实时调节PWM信号。
4.输出过压保护与过流保护为了确保开关电源在异常工作条件下能够保持安全可靠的操作，需要添加过压保护和过流保护电路。
过压保护电路通常通过监测输出电压，当输出电压超过设定阈值时，立即切断开关管的导通。
过流保护电路通过监测输出电流，当输出电流超过设定阈值时，同样会切断开关管的导通。
5.PCB布局与散热设计在设计过程中，需要合理布局电路元件，以减小元件之间的相互干扰，并降低热量产生。
合理进行散热设计，确保开关管和散热器的有效散热，以保证开关电源的稳定工作。
三、BUCK型DC-DC开关电源的测试与调试完成电路设计后，需要进行测试和调试来验证设计的正确性和可靠性。
主要包括以下测试：（1）输入电压测试：测试开关电源在不同输入电压下的输出电压和效率。
（2）输出电压稳定性测试：测试开关电源在稳定工作状态下，输出电压随负载变化的情况。
低功耗DCDC开关电源设计
摘要电力电子技术的发展使得开关电源的应用领域越来越广。
相比于传统的线性电源，开关电源有着体积小、功耗低、成本少、可靠性高等诸多的优势，因此在各类电子设备中得到了普遍的应用。
作为在我国能源结构中一直占据最重要位置的煤矿产业，其井下电源也由最初的线性电源逐渐被开关电源所取代。
而白光LED技术的发展也使得井下灯具中LED的使用率越来越高。
本文介绍比较了常见的开关电源的拓扑结构特点和控制反馈方式，结合LED 电气特性以及驱动方法，选用反激式电路，设计了一款基于高性能电流型PWM 控制器UC3842的单端反激式开关电源。
该电源以恒压型输出的方式驱动大功率白光LED完成井下的照明工作。
本设计将总体电路进行了模块化设计。
包含了前级EMI电路、整流电路、输入过压保护电路、钳位电路、UC3842芯片外围电路、反激变换器电路、反馈回路等等。
通过对各个模块电路的理论分析，确定了各组成模块中各个器件的器件型号以及参数数据。
最后通过saber仿真软件进行了仿真，得到了电路的工作性能参数。
关键字：开关电源，白光LED，反激式电路，UC3842，saberABSTRACTWith the development of power electronic technology switching power supply applications more pare with traditional linear power supply,switching power supply has a small size,low power consumption,low cost,high reliability advantage,that has been widely used in various types of electronic equipment.As China's energy structure occupies the most important position in the coal mining industry,the underground power from the initial linear power supply was gradually replaced by a switching power supply.The development of white LED technology also makes underground lamps LED usage is increasing.This article describes the comparison of the common characteristics of the switching power supply topology and control feedback manner,combined with LED electrical characteristics and driving methods,selection of Flyback circuits,based on high-performance current-designed UC3842PWM controller of single-end Flyback switching power supply.The power supply with constant voltage output to drive high power white LED complete lighting of the underground work.The overall circuit design modular analysis.It includes pre-EMI circuit,a rectifying circuit,input overvoltage protection circuit,a clamp circuit,UC3842chip peripheral circuits, flyback circuit,the feedback loop,and so on.Theoretical analysis of circuit through the various modules,each composition is determined the device type of the device and the parameters in the module data.Finally,Saber simulation software simulation, circuit performance parameters are received.KEY WORDS:switching power,white light LED,Flyback supply,UC3842,Saber目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1本设计研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本设计主要工作内容 (3)1.4论文组织结构 (3)第2章开关电源原理与LED特性 (4)2.1开关电源基本结构 (4)2.2开关电源拓扑结构 (5)2.2.1降压型（buck）开关电源 (5)2.2.2升压型（Boost）开关电源 (6)2.2.3升降压型（buck-boost）开关电源 (7)2.2.4正激式（Forward）开关电源 (7)2.2.5反激式（Flyback）开关电源 (9)2.3开关电源控制模式 (10)2.3.1电压型PWM (10)2.3.2电流型PWM (12)2.4LED特性 (13)2.4.1LED电气特性 (13)2.4.2LED驱动电路 (14)第3章开关电源电路模块设计 (15)3.1EMI滤波电路设计 (16)3.1.1EMI滤波基本原理 (16)3.1.2EMI电路参数计算 (18)3.2整流滤波电路设计 (19)3.2.1整流电路设计 (19)3.2.2滤波电容的计算 (20)3.3RCD缓冲电路设计 (20)3.4UC3842控制电路设计 (21)3.4.1UC3842芯片介绍 (21)3.4.2UC3842控制电路设计 (22)3.5输入过压保护电路设计 (24)3.6输出滤波电路设计 (26)3.7输出电压电流反馈电路设计 (27)3.7.1反馈电路原理介绍 (28)3.7.2反馈电路相关参数设计 (29)第4章功率变换电路设计 (30)4.1功率开关管的选择 (30)4.2高频变压器设计 (30)4.2.1磁芯的选择 (31)4.2.2最大占空比MAX D 的确定 (32)4.3.3初次级匝数比S P N /N 及匝数的确定 (32)4.3.4初次级侧绕组电感电流参数的确定 (32)4.3.5初次级绕组线径的选择 (33)4.3.6初级侧电感值的确定 (34)第5章仿真电路分析与设计总结 (35)5.1仿真电路设计 (35)5.2仿真结果分析 (35)5.3本次设计总结 (37)附录 (38)附录1：矿用低功耗DC/DC 开关电源电路图 (38)第1章绪论1.1本设计研究背景电源部分是电子设备的“心脏”，其性能的优良关系到电子设备能否正常工作[1]。
DC电源管理芯片设计的开题报告
一种PFM控制的低功耗AC/DC电源管理芯片设计的开题报告题目：一种PFM控制的低功耗AC/DC电源管理芯片设计教授：XXX学生：XXX一、研究背景和意义近年来，随着电子设备市场的不断扩大和互联网的普及，功耗及能源管理成为了电子产品设计需要重点考虑的问题。
低功耗的AC/DC电源管理芯片的研究和应用对提高设备能耗效率和节约能源有着重要意义。
传统的AC/DC电源是通过同步整流的方式来实现电源的转换，但是这种方式在轻负载情况下能耗占比很高，低负载时穿越零点，频繁开关会产生EMI干扰。
因此，研究开发一种低功耗的PFM控制的AC/DC电源管理芯片成为了目前的研究热点。
二、研究内容和方法本文旨在通过设计一种PFM控制的低功耗AC/DC电源管理芯片来满足低功耗、高效率的需要。
具体的研究内容和方法如下：1. 分析功耗问题。
通过对AC/DC电源的传统方式进行分析，找出存在的问题。
2. PFM控制原理。
PFM控制的原理比较简单，可在提高效率的同时降低功耗。
3. 电路设计。
由于PFM控制使用的是小信号开关电路，因此电路设计的关键在于减小负载时功耗的影响，同时满足工作电压和电流的要求。
4. 芯片制作。
将电路设计转化为芯片电路，并进行芯片制作。
同时还需要在芯片制作的过程中进行测试以获得芯片性能数据。
三、研究预期成果本研究的预期成果包括：1. 设计出一种PFM控制的低功耗AC/DC电源管理芯片。
2. 分析研究得出它的性能，如输出电压、电流等。
3. 相比传统的AC/DC电源，得出它的功耗降幅度。
四、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 阶段一（1～2周）：了解AC/DC电源传统方式，确定研究需求和目标。
2. 阶段二（3～5周）：学习PFM控制原理和电路设计，制定电路设计方案和仿真验证。
3. 阶段三（6～7周）：制作芯片样品，并进行调试和测试。
4. 阶段四（8～9周）：对芯片样品的测试结果进行数据分析，得出结论。
5. 阶段五（10～11周）：研究论文撰写。
电源设计之 DC／DC 工作原理及芯片详解-设计应用
电源设计之DC／DC 工作原理及芯片详解-设计应用DC/DC电源指直流转换为直流的电源，从这个定义上看，LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC电源，但一般只将直流变换到直流，且这种转换是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。
一、工作原理要理解DC/DC的工作原理，首先得了解一个定律和开关电源的三种基本拓扑(不要以为开关电源的基本拓扑很难，你继续往下看)。
1、电感电压伏秒平衡定律一个功率变换器，当输入、负载和控制均为固定值时的工作状态，在开关电源中，被称为稳态。
稳态下，功率变换器中的电感满足电感电压伏秒平衡定律：对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器，有源开关导通时加在滤波电感上的正向伏秒一定等于有源开关截止时加在该电感上的反向伏秒。
是不是觉得有点难理解，接着往下看其公式推导过程。
伏秒平衡方程推算过程：电感的基本方程为：V(t)=L*dI(t)/dt,即电感两端的电压等于电感感值乘以通过电感的电流随时间的变化率。
根据上述方程，可得dI(t)=1/L∫V(t)dt,对于稳态的一个功率变换器，其应保证在一个周期内电感中的能量充放相等，反映在V-t图中即表示在一个周期内其面积之和为0，所以得出电感电压伏秒平衡定律。
此处可参考：DC/DC电源详解第8页(如果此处还无法理解，可先阅读下面开关电源三种基本拓扑的工作原理)。
扩展资料：1、当一个电感突然加上一个电压时，其中的电流逐渐增加，并且电感量越大，其电流增加越慢；2、当一个电感上的电流突然中断，会在电感两端产生一个瞬间高压，并且电感量越大该电压越高；3、电容的基本方程为：I(t)=dV(t)/(C*dt)，当一电流流经电容时，电容两端电压逐渐增加，并且电容量越大电压增加越慢；2、开关电源三种基本拓扑2.1、BUCK降压型图1 BUCK型基本拓扑简化工作原理图图2 电感V-t特性图BUCK降压型基本拓扑原理如图1所示，其电感L1的V-t特性图如图2。
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DC-DC开关电源管理芯片得设计
引言
电源就是一切电子设备得心脏部分,其质量得好坏直接影响电子设备得可靠性。
而开关电源更为如此,越来越受到人们得重视。
目前得计算机设备与各种高效便携式电子产品发展趋于小型化,其功耗都比较大,要求与之配套得电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率得DC/ DC开关稳压电源。
目前电力电子与电路得发展主要方向就是模块化、集成化。
具有各种控制功能得专用芯片,近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高,给应用带来极大方便。
从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中,由于输入电压或输出端负载可能出现波动,应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求得幅值偏差范围内,需要复杂得控制技术,于就是各种 PWM控制结构得研究就成为研究得热点。
在这样得前提下,设计开发开关电源DC-DC控制芯片,无论就是从经济,还就是科学研究上都就是就是很有价值得。
1、开关电源控制电路原理分析
DC－DC变换器就就是利用一个或多个开关器件得切换,把某一等级直流输
入电压变换成另—等级直流输出电压。
在给定直流输入电压下,通过调节电路开关器件得导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就就是采用某一固定频率进行开关切换,并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压,这种方法也称为脉宽调制［PWM］法。
PWM从控制方式上可以分为两类,即电压型控制(voltage mode control)与电流型控制(current mode control) 。
电压型控制方式得基本原理就就是通过误差放大器输出信号与一固定得锯齿波进行比较,产生控制用得PWM信号。
从控制理论得角度来讲,电压型控制方式就是一种单环控制系统。
电压控制型变换器就是一个二阶系统,它有两个状态变量:输出滤波电容得电压与输出滤波电感得电流。
二阶系统就是一个有条件稳定系统,只有对控制电路进行精心得设计与计算后,在满足一定得条件下,闭环系统方能稳定得工作。
图1即为电压型控制得原理框图。
图1 电压型控制得原理框图
电流型控制就是指将误差放大器输出信号与采样到得电感峰值电流进行比较.从而对输出脉冲得占空比进行控制,使输出得电感峰值电流随误差电压变化而变化。
电流控制型就是一个一阶系统,而一阶系统就是无条件得稳定系统。
就是在传统得PWM电压控制得基础上,增加电流负反馈环节,使其成为一个双环控制系统,让电感电流不在就是一个独立得变量,从而使开关变换器得二阶模型变成了一个一阶系统。
信号。
从图2中可以瞧出,与单一闭环得电压控制模式相比,电流模式控制就是双闭环控制系统,外环由输出电压反馈电路形成,内环由互感
器采样输出电感电流形成。
在该双环控制中,由电压外环控制电流内环,即内环电流在每一开关周期内上升,直至达到电压外环设定得误差电压阂值。
电流内环就是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作得,并且监测输出电感电流得动态变化,电压外环只负责控制输出电压。
因此电流型控制模式具有比起电压型控制模式大得多得带宽。
图2 电流型控制原理框图
电流型控制模式有不少优点:线性调整率(电压调整率)非常好;整个反馈电路变成了一阶电路,由于反馈信号电路与电压型相比,减少了一阶,因此误差放大器得控制环补偿网络得以简化,稳定度得以提高并且改善了频响,具有更大得增益带宽乘积;具有瞬时峰值电流限流功能;简化了反馈控制补偿网络、负载限流、磁通平衡等电路得设计,减少了元器件得数量与成本,这对提高开关电源得功率密度,实现小型化,模块化具有重要得意义。
当然了也有缺点,例如占空比大于50％时系统可能出现不稳定性,可能会产生次谐波振荡;另外,在电路拓扑结构选择上也有局限,在升压型与降压—升压型电路中,由于储能电感不在输出端,存在峰值电流与平均电流得误差。
对噪声敏感,抗噪声性差等等。
对于这样得缺点现在已经有了解决得方案,斜波补偿就是很必要得一种方法。
2. 芯片内部模块得设计
本目得就是设计一个基于PWM控制得boost升压式DC-DC电源转换芯片,该芯片实现基于双环(电压环与电流环)一阶控制系统得电流模式PWM控制电路, 在该集成模块内将包括控制、驱动、保护、检测电路等。
最后在电路系统基本框架得基础上,结合电力电子技术与微电子技术,采用采用BiCMOS工艺,具体针对DC-DC变换电路得实现进行研究。
系统方面得设计以及系统框图与各个功能模块得设计思想
图3 系统模块原理框图
下面分别得介绍系统各个功能模块:
①误差放大电路误差就是用于调整变换器得高增益差分放大器。
放大器产生误差信号,她被供给PWM比较器。
当输出电压样本与内部电压基准比较并放大差值时产生误差信号。
误差放大器得2号脚Vref就就是基准电压产生得固定基准。
② PWM比较器当来自电流取样信号,当然就是电感电流与振荡器产生得补偿谐波想加后得电流信号,超过误差信号时,PWM比较器翻转,复位驱动锁存器断开电源开关,以此来控制开关管得开通与关断。
③振荡器模块振荡器电路提供一定频率得时钟信号,以设置变换器工作频率,以及用于斜率补偿得定时斜升波。
时钟波形为脉冲,而定时斜升波就就是用于斜波补偿得,在电感取样端相加。
④驱动器锁存器锁存器包括RS触发器与相关逻辑,它通过接通与断开驱动电路来控制电源开关得状态。
来自锁存器得低输出电平把它断开。
正常工作方式下,在时钟脉冲期间触发器被置为高电平,当PWM比较器输出变为高电平时锁存器复位。
⑤软启动电路模块当整个系统刚启动时,电感产生一个很大得冲击电流,软启动让系统开始时不能在全占空比下启动,使输出电压以受控得上升速率增加至额定稳压点。
设计思想就是利用外接电容得充放电使得占空比慢慢提高,达到输出稳定得目得。
⑥电流采样电路提供斜率补偿电流灵敏电压给PWM比较器。
⑦保护电路模块监视电源开关得电流,若该值超过额定峰值,则该电路作用,重新开始软启动周期。
3.设计中必须要考虑得几点细节问题
①关于斜波补偿
这就是在上文提到过得电流控制型开关变换器中存在得根本性问题。
电流控制型就就是将实际得电感电流与电压外环设定得电流值分别接到ＰＷＭ比较器得两端进行比较,用来控制开关管。
下面分析斜波补偿得原因。
如下图分别就是占空比大于50%与小于50%得尖峰电流控制得电感电流波形图。
图4 斜坡补偿原理分析
其中Ve就是电压放大器输出得电流设定值,ΔI0就是扰动电流,m1,m2分别就是电感电流得上升沿及下降沿斜率。
由图可知,当占空比小于50%时扰动电流引起得电流误差ΔI l变小了,而占空比大于50%时扰动电流引起得电流误差ΔI l变大了。
所以尖峰电流模式控制在占空比大于50%时,经过一个周期会将扰动信号扩大,从而造成工作不稳定,这时需给删比较器加坡度补偿以稳定电路,加了坡度补偿,即使占空比小于50%,电路性能也能得到改善。
因此斜坡补偿能很好得增加电路稳定性,使电感电流平均值不随占空比变化,并减小峰值与平均值得误差,斜坡补偿还能抑制次谐波振荡与振铃电感电流。
这里就不再详细地说明,斜波补偿方面必须要确定补偿波形得斜率得精确大小,采用得方法就就是建立系统模型,导出传递函数,计算出补偿斜率得值。
这就是很关键得一步。
②关于软启动问题
DC/ DC开关电源在启动过程中 ,容易产生浪涌电流 ,可能对电子系统产生损伤。
为避免启动时输入电流过大,输出电压过冲,在设计中必须采用软启动电路,该方法得不足之处就是 ,当输出电压得阈值未达到时 ,发生浪涌电流现象可能对电子系统造成损伤 ,而且在输出电压达到阈值之后 ,也可能因为偶然得过流使得电源多次重新启动。
因此应采用基于周期到周期得电流限制门限来限制上电时得浪涌电流,并防止电源多次重新启动。
如图5
图5 软启动电路
4、总结
本文对开关电源工作原理进行了详细得分析,对芯片内部模块进行了设计,最后采用BiCMOS工艺对芯片进行实现。
,对芯片系统方面得设计又整体得把握,详细得论述了芯片设计得思想,这种方法对其她领域得芯片系统设计又很大帮助,因此有很大意义。