一种高效率DC/DC开关电源芯片的设计

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近年来,随着便携电子设备的广泛使用,人们对电源的需求也越来越多。电子设备的小型化和低成本化使电源系统向轻、薄、小和高效率方向发展,开关电源以其低损耗和高效率等优点而受到人们青睐。   作为开关电源的一种控制方法,峰值电流模式控制在传统的电压型控制基础上引入了电流反馈实现了双环控制,使系统的稳定性和瞬态响应性能得以明显优化改善;脉冲宽度调制(PWM)是目前开关电源中应用最多的一种调制方式,具有高精度,抗噪声干扰能力强等优点。基于上述背景,本文设计了一款峰值电流模式控制PWM 升压开关电源芯片。   该芯片采用Chartered 0.35μm n-well CMOS工艺模型,工作频率为500kHz,集成有高精度基准电压源、振荡器、电流采样电路、斜坡补偿电路、误差放大器和同步整流驱动电路等模块。其中,基准源采用了电流模式的结构,可以方便的调整输出电压的大小;电流采样电路使用了一种新颖的采样方法,可以很好的降低电路的损耗;斜坡补偿电路具有自适应斜率调整功能,能够跟随输入输出电压的变化给出最佳的补偿斜率。同时芯片还具有过流保护和待机功能,可以提高芯片的稳定性和效率。仿真结果表明:输入电压范围在1.3V~3V 时,输出电压都可以稳定在3.3V左右;正常工作时,输出电压波纹小于±1[%],芯片的效率高于85[%];芯片的线性调整率为18.2[%]/V;过流保护和待机模块正常工作。
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