PWM降壓型DC-DC開關(guān)變換器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，便攜式電子產(chǎn)品的種類越來越多，性能不斷提高，對電源管理芯片的性能提出了更高的要求。目前的計(jì)算機(jī)設(shè)備和各種高效便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展趨于小型化，這就要求與之配套的電源供電系統(tǒng)體積更小、重量更輕、效率更高。開關(guān)電源的核心部分就是電源管理芯片，因此，對于高性能電源管理芯片的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
　　本文設(shè)計(jì)了一款5V-3.3V的降壓型 DC-DC開關(guān)電源芯片。該芯片采用電壓控制脈沖寬度調(diào)制(PWM

2、)方法，并在芯片內(nèi)部集成了功率開關(guān)管與整流管，極大地提高了芯片的效率，同時(shí)簡化了外圍電路。該芯片工作在1.5MHz的高頻率下，使外部器件的尺寸大大減小。本文介紹了開關(guān)電源的基本理論，對降壓型電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析，并且探討了不同調(diào)制方式與控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù) PWM開關(guān)電源的原理和特點(diǎn)，合理地設(shè)計(jì)了各子電路，主要包括：帶隙基準(zhǔn)模塊、誤差放大器模塊、PWM比較器模塊及斜坡發(fā)生器模塊，以及過溫、過流、欠壓等保護(hù)電路模塊。此外，本文詳

3、細(xì)闡述了功率開關(guān)管以及整流管的設(shè)計(jì)過程，并給出了外圍器件參數(shù)的選取方法。
　　采用華潤上華(CSMC)0.5μmCMOS工藝模型以及 Spectre和Hspice等EDA仿真軟件對電路進(jìn)行了模擬仿真，仿真結(jié)果表明輸入電壓在4.5V-5.7V變化時(shí)，輸出電壓可以很好的穩(wěn)定在3.3V，最大紋波電壓為25mV，最大負(fù)載電流為550mA，在4mA-550mA的負(fù)載范圍內(nèi)效率達(dá)到88％以上，在額定負(fù)載400mA下，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到93%。仿真結(jié)