高效同步整流PSM變換器的研究與設(shè)計.pdf

1、脈沖跨周期調(diào)制模式(PSM，Pulse Skip Modulation)是一種全新的調(diào)制模式，該調(diào)制模式具有輕載時效率高、響應(yīng)速度快、魯棒性強、電路易于實現(xiàn)等特點。但PSM存在輕載時輸出電壓紋波較大，且易引入音頻噪聲等缺點。同步整流是采用通態(tài)電阻極低的功率 MOSFET，來取代整流二極管用于DC-DC變換器中。與肖特基二極管相比，同步整流技術(shù)的優(yōu)點是：正向壓降小，阻斷電壓高，反向電流小，效率提升明顯。但功率管之間存在死區(qū)時間，影響了變換

2、器的效率。
　　本文針對同步整流技術(shù)的死區(qū)時間問題，結(jié)合國內(nèi)外優(yōu)化死區(qū)時間的各種控制方法，采用數(shù)字電路技術(shù)，提出了一種自適應(yīng)死區(qū)時間的優(yōu)化控制電路，即根據(jù)當(dāng)前周期的死區(qū)時間長短，來自適應(yīng)地調(diào)節(jié)下一個周期的死區(qū)時間。并與固定死區(qū)電路相對比，證明了該電路對死區(qū)的智能控制和對效率的提升。
　　本文為改善 PSM調(diào)制模式的缺點，基于優(yōu)化 PSM調(diào)制模式，引入兩種占空比，再結(jié)合同步整流技術(shù)設(shè)計了一款高效率的Boost升壓芯片。該芯片輸

3、入電壓范圍4～4.5V，輸出電壓5V，工作頻率300KHZ，負(fù)載電流范圍為1mA~60mA。并重點介紹了功率管的合理選取、基準(zhǔn)電路、過零檢測電路、時序檢測電路的設(shè)計以及整體仿真工作，最后完成了芯片的版圖設(shè)計和流片測試。其中，過零檢測電路有效避免了同步整流MOS管雙向?qū)ㄌ匦砸鸬碾娏鞣聪蛄鲃?，保護了電池，提高了效率。時序檢測電路則有效避免系統(tǒng)開關(guān)頻率進入音頻范圍。
　　分析研究表明，本文設(shè)計的同步整流優(yōu)化PSM控制芯片能夠提高SP