收藏本站
《辽宁大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于电流模式BUCK型开关电源的低功耗误差放大器设计

张丹  
【摘要】:开关电源具有稳压范围宽、微型化、高效率等许多优点,因此被大量地使用在多个领域的各种电子产品中。特别是最近几年,由于便携式电子设备的广泛应用,开关电源在研发方面也面临着许多新的挑战,尤其是对电路的稳定性和低功耗等性能指标要求更严格。作为开关电源的核心电路,误差放大器(Error Amplifier)的增益和带宽等特性直接影响整个系统的负载调整性及响应速度等动态特性,因此高性能低功耗误差放大器的设计在开关电源电路中起到至关重要的作用。本论文基于0.5μm BCD工艺设计了一种适用于电流模式控制降压型(BUCK型)开关电源的低功耗误差放大器。文中主要内容包括:第一,对开关电源的一些概念、发展历史、国内外发展现状以及未来发展方向做一些简单的介绍;第二,对BUCK型电路结构以及工作原理、电压模式和电流模式几个方面做了分析;第三,在理论分析的基础上,根据系统的设计要求完成了误差放大器电路的设计,提出了符合设计指标的具体的晶体管级电路结构,并对电路中的误差放大器核心电路、钳位电路、偏置电路、软启动功能电路、内外补偿电路和迟滞比较器功能模块进行了详细的分析;第四,利用Cadence Spectre仿真软件对整个误差放大器的几个重要指标进行了电路仿真;第五,对本文版图设计中注意的问题进行分析并基于0.5μm BCD工艺画出整个低功耗误差放大器的电路版图。第六,总结了该论文的所有工作和一些不足。在不同工艺角下对电路性能进行了仿真,仿真结果表明,误差放大器的开环增益为56.35dB~59.89dB、单位增益带宽为8.62MH_Z~13.56MH_Z、相位裕度为52.4°~74.5°、建立时间为29.7ns~44.5ns、摆率为3V/μs~3.38V/μs、共模抑制比为94.21dB~127dB、电源电压抑制比为60.28dB~67.23dB、在3.3V的电源下功耗为48.18μW~53.46μW,符合系统指标要求。在整个设计过程中,所设计的误差放大器电路具有以下特点:1、在误差放大器的设计过程中,将部分输入管设计在亚阈值区工作,实现了电路的低功耗;2、设计了两种补偿结构,内补偿和外补偿,在实际应用中可以针对不同设备对系统稳定性的要求选择合适的补偿结构。正常情况下,内补偿可以满足系统稳定性要求,内补偿相对于外补偿来说节省面积,因此优先选择内补偿。然而,在对系统稳定性和增益要求更高的情况下,内补偿不能满足要求,此时采用外补偿结构。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN722

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 董振旗;赵巍辉;刘耀辉;刘鹏;;整流滤波电容的设计与选用方法研究[J];电子设计工程;2012年14期
2 张承;唐宁;邓玉清;;一种基于PWM的CMOS误差放大器的设计[J];电子设计工程;2011年03期
3 林真;陈道炼;;Buck型变换器电路结构及其演化过程[J];通信电源技术;2010年02期
4 李文才;鲁传峰;;新一代开关电源发展趋势[J];能源技术与管理;2008年05期
5 李健;;电源管理直面节能挑战[J];电子产品世界;2007年06期
6 王创社,乐开端,谭玉山,杜忠;开关电源两种控制模式的分析与比较[J];电力电子技术;1998年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 丁立文;一种电流模式PWM开关电源控制器的设计[D];电子科技大学;2017年
2 康建胜;高功率因数开关电源的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
3 李雷;降压型DC-DC转换器的研究与设计[D];北京交通大学;2009年
4 郭秀宏;基于BUCK型DC-DC转换器的高性能误差放大器设计[D];西南交通大学;2009年
5 修丽梅;高速低功耗电压比较器结构设计[D];北京交通大学;2008年
6 张昊;基准电压源和比较器的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王元月;;基于UC3842的多路输出型开关电源的设计实现[J];电子科技;2015年10期
2 李文娟;;基于白光LED驱动电路中误差放大器的设计[J];现代电子技术;2015年18期
3 王洪智;李晓松;蒋云峰;;机车主变压器及变流系统谐波特性分析[J];电力科学与技术学报;2015年01期
4 赵少敏;韩雨衡;张国俊;;基于降压DC转换器的误差放大器的设计[J];电子技术应用;2014年10期
5 吴岳芬;;基于MATLAB的单端反激式DC/DC变换器的仿真研究[J];电子技术;2014年09期
6 王硕;;多媒体设备高效开关电源设计[J];黑龙江科学;2014年09期
7 钟安阳;郭红超;王彬;郑斌;;基于嵌入式的开关电源休眠节能系统[J];科技创新与应用;2014年17期
8 晏勇;;基于先进技术多路输出电源研究与设计[J];自动化技术与应用;2014年02期
9 林浩;;浅析高频开关电源节能技术[J];通信电源技术;2013年04期
10 郭健鹏;王海滨;雷彭;倪燕蕾;王亚军;;基于Matlab的移相零电压PWM变换器的电压模式控制仿真研究[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2013年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴文杰;X射线多道能谱分析技术研究[D];西安石油大学;2018年
2 张丹;基于电流模式BUCK型开关电源的低功耗误差放大器设计[D];辽宁大学;2018年
3 周宪枫;基于PWM的馈能电子负载设计[D];苏州大学;2017年
4 万各各;高压程控开关电源控制系统设计[D];河南理工大学;2017年
5 杜言武;宽频高效双相交错并联降压型DC-DC转换器的研究与设计[D];西安电子科技大学;2017年
6 李辉;单相两级式PFC电源研究[D];山东科技大学;2017年
7 柴红;一种多环路复合型开关式电池充电电路的研究与设计[D];长安大学;2017年
8 万佳利;基于同步整流的汽车发电机整流器设计[D];电子科技大学;2017年
9 印钰;一种2-bit/cycle的高速低功耗SAR ADC的研究与设计[D];电子科技大学;2017年
10 滕志刚;巨磁阻传感器的温度补偿电路系统设计[D];杭州电子科技大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 尹淑萍;;基于MATLAB的单相整流滤波电路仿真与分析[J];河南科技;2010年19期
2 金霞;张磊;;整流滤波电路的计算机仿真[J];科技致富向导;2010年12期
3 徐立刚;陈乾宏;朱祥;丰骏;;单相整流滤波电容纹波电流的数学模型与分析[J];电力电子技术;2009年03期
4 易清明;江蓉;;一种新型低功耗两级运算放大器的实现[J];微计算机信息;2008年11期
5 郭翠萍;朱志甫;;高性能开关电源电流型PWM比较器设计[J];电子元器件应用;2008年04期
6 朱志甫;何永波;;开关电源的高性能电压型PWM比较器[J];电子产品世界;2008年03期
7 曾春保;陈道炼;;性能优良的电流型控制逆变电源[J];电力电子技术;2008年02期
8 皇金锋;;单相桥式整流滤波电容的设计[J];电气开关;2007年03期
9 陈道炼,张友军;单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究[J];中国电机工程学报;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭俊;一款具有大负载电流能力的BUCK型DC-DC控制IC的研究与设计[D];电子科技大学;2015年
2 李帅;Buck型PWM DC-DC变换器核心模块的研究与设计[D];西北大学;2010年
3 张雷明;电流模式开关电源控制芯片设计[D];电子科技大学;2010年
4 陶陈彬;开关电源共模EMI抑制技术研究[D];天津大学;2008年
5 许圣全;电流模式PWM开关电源芯片的研究[D];西安电子科技大学;2008年
6 任学峰;一种电流模式控制PWM开关电源的设计[D];西安电子科技大学;2008年
7 陆莹;新型单周期功率因数校正器的建模与仿真[D];同济大学;2007年
8 闫海鹏;一种基于双斜坡补偿技术的DC-DC开关电源IC设计[D];电子科技大学;2007年
9 蒋旭峰;峰值电流控制PWM升压开关电源IC研究与设计[D];电子科技大学;2007年
10 刘小威;一种电流模式控制PWM型开关电源电路的研究与设计[D];电子科技大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;彩电用国产化HSYO15型厚膜开关电源误差放大器电路通过省级鉴定[J];电子元件与材料;1988年04期
2 ;新型光隔离误差放大器FOD2741[J];电子科技文摘;2003年04期
3 贵体翔;;实用电源(18)[J];实用影音技术;2012年09期
4 高俊丽;马玉杰;耿晓勇;后永奇;杨建红;;一种两级误差放大器结构的LDO设计[J];电子技术应用;2012年12期
5 沈建华;;正激变换器中反馈网络的设计[J];通信与广播电视;2008年04期
6 刘忠超;张雨;;一种动态零点补偿的LDO线性稳压器设计[J];电子质量;2017年12期
7 李盛林;刘桥;吴宗桂;;一种适用于LDO的三级误差放大器的设计[J];现代电子技术;2010年02期
8 李文娟;;基于白光LED驱动电路中误差放大器的设计[J];现代电子技术;2015年18期
9 陈传虞;;有源功率因数校正电路中电压、电流放大器补偿网络元件之计算(中)[J];中国照明电器;2010年07期
10 邝小飞;孙丹;李龙弟;;基于高压摆率误差放大器和摆率增强电路的无片外电容LDO[J];固体电子学研究与进展;2014年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 袁柱六;;一种基于UC1901的单端正激变换器应用设计[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
2 江军;雷昕;赵璐;曾莉;;一种抗辐射加固隔离反馈发生器的研制[A];第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会论文集[C];2009年
3 莫兴杰;胡封林;许邦建;崔海龙;李双;;一种应用于片内的LDO设计[A];第十六届计算机工程与工艺年会暨第二届微处理器技术论坛论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 湖北 朱少华 编译;如何电源变换中采用隔离式误差放大器替换光耦合器和分流调节器[N];电子报;2018年
2 青华 编译;D类放大器基础与数字功放实践(十)[N];电子报;2009年
3 四川 温成宜 编译;PFC控制IC及应用设计(下)[N];电子报;2007年
4 广西 梁国政;OUTLINE T44数码功放电源电路分析与维修(下)[N];电子报;2012年
5 大连 修武;TCL PDP42U2/PDP4221电源原理介绍(二)[N];电子报;2013年
6 苏州 至合路;图纸的简化和甄别[N];电子报;2014年
7 长沙 李其佳;富可视DLP投影机有源功率因数校正电路[N];电子报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘晨;高性能低压差线性稳压器的研究与实现[D];西安电子科技大学;2016年
2 王忆;高性能低压差线性稳压器研究与设计[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张丹;基于电流模式BUCK型开关电源的低功耗误差放大器设计[D];辽宁大学;2018年
2 娄付军;高效率亮度可调LED驱动电路设计[D];华侨大学;2017年
3 高俊丽;一种两级误差放大器结构的LDO稳压器设计[D];兰州大学;2013年
4 沈晓飞;可实现多拓扑的DC/DC控制器的设计[D];电子科技大学;2017年
5 侯晋昭;一种连续导电模式平均电流控制升压型PFC芯片的设计[D];电子科技大学;2012年
6 廖伟明;一种高性能连续导通模式的PFC电路设计[D];西安电子科技大学;2007年
7 占世武;低压差线性稳压器的研究与设计[D];西安电子科技大学;2011年
8 华京;低压LDO的研究和设计[D];苏州大学;2009年
9 孙建伟;基于CMOS工艺的低压差线性稳压器的研究与设计[D];北京理工大学;2016年
10 林嵩;一种分高低压供电的低压差线性稳压器的设计[D];西南交通大学;2015年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026