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《电子科技大学》 2015年
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宽输入范围的电流模降压型DC/DC的研究与设计

柯普仁  
【摘要】:随着电子科学和技术的高速发展,人们对于消费类电子产品的需求量也不断增长,例如平板电脑、笔记本电脑和智能手机之类的电子产品逐步走入了千家万户中。作为电子产品的心脏,电源的性能会最直接地影响电子产品的续航和使用寿命。开关电源有转换效率高、成本低、体积小等一系列优点,因此被广泛应用于电源管理市场,并且不断扩大着市场份额。作为开关电源的重要组成部分,DC/DC变换器能够达成对直流电压的有效变换,即升压、降压、升降压和反极性等变换。因此,DC/DC变换器被广泛应用于平板电脑、笔记本电脑、智能手机和MP3/4等电子设备中。本文的研究目的是设计一款具有宽输入范围的电流模降压型DC/DC变换器。该芯片具有较宽的输入电压范围(4.5 V-38 V),针对输入电压可能存在的高压情况,本文对内部电源LDO进行了一定程度的改进,并设计了其欠压保护电路以保证LDO的正常工作。同时,该DC/DC变换器具备可调的输出电压(0.6 V-5.5 V)、较大的功率密度(最高20 A的负载电流)、可调的工作频率(220 kHz-2 MHz)。同时,应用了电流控制模式,从而系统有较快速的瞬态响应,应用了同步整流技术,从而使得系统的导通损耗大大减少且增大了系统的转换效率。本文首先介绍了开关电源的发展及其未来趋势,继而介绍DC/DC变换器的基本分类、相关工作原理、调制方式和控制模式,且对它们的优缺点进行了对比。在此基础上讨论和分析了芯片的主要指标、关键参数、功能模块、外部元器件选择以及系统的具体工作原理。本论文重点完成了系统部分子模块电路的仿真设计,具体子模块电路包括:LDO电路、内部电源欠压保护电路、同步整流管栅驱动电路、模式选择电路的分析设计等等。并在H_spice等相关软件环境和CSMC 0.25μm BCD工艺(Bipolar、CMOS、DMOS)下对相应电路进行仿真验证,确定子模块电路满足设计指标后,进而对系统整体电路进行了仿真验证,结果证明芯片具有良好的性能,基本达到了系统指标。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM46

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1 柯普仁;宽输入范围的电流模降压型DC/DC的研究与设计[D];电子科技大学;2015年
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