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《西安电子科技大学》 2017年
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同步降压型DC-DC芯片XD2188的研究与设计

季禹坤  
【摘要】:DC-DC因具有高效率,大负载电流的特点,已被广泛使用于各类电子产品中。随着物联网行业和智能制造行业的发展,DC-DC的可靠性,兼容性和瞬态响应能力成为了新的研究热点,本文针对上述三个关键指标,基于西安电子科技大学超高速电路设计与电磁兼容重点实验室的科研项目,设计了一款DC-DC芯片XD2188。本文首先描述了开关电源三种基本拓扑结构,工作原理及数学模型,全面而详细地分析了Buck型DC-DC转换器的基本工作原理和关键技术,重点论述了环路补偿的设计方法。在理论分析的基础上,本文随后详细描述了XD2188芯片设计的过程。为了达到高可靠性的研究目的,本文设计了打嗝模式短路保护模块,使芯片发生短路时持续低功耗工作,在短路解除时能够自动进入软启动状态,并克服了传统电流限制模块无法保证系统自动恢复正常工作的缺点。在提高芯片的可兼容性方面,本文将使能模块和锁相环电路结合起来,实现了频率外同步引脚与使能引脚复用功能,当系统检测到该引脚输入使能信号时,系统正常启动,并以默认的1MHz时钟频率工作;当检测输入1MHz~2MHz的外部时钟信号时,系统时钟频率与外部时钟同步。本文设计了一种带有增益提高结构的双极折叠式误差放大器,此结构使用晶体管构成差分放大电路,其低频增益为70dB,带宽可达4.8MHz,使用MOS管为放大电路提供偏置电流,同时满足了低功耗和大带宽的要求,提高了系统的瞬态响应性能。在完成电路原理分析和电路设计的基础上,本文基于0.5μm BCD 30V工艺,利用Cadence软件对子模块和整体电路进行了功能仿真,仿真结果表明,本文设计的关键模块改善了系统的性能。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN402

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【参考文献】
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