基于双端双模正激式变换器控制IC的研究与设计

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当今社会,电源逐渐成为电子设备的核心组成部分,人们对电源的稳定性和可靠性的要求日益增高。目前全球开关电源产业中基本是外资企业,美国占领着主导地位,因此在中国市场研发DC/DC开关电源显得尤为重要。其中DC/DC以其体积小,开发效率高,经济性强被市场上广泛的应用。电源管理芯片在未来的发展方向上主要考虑的因素是市场需求和电源技术的创新:第一,大众现在日益提高的对环境的要求和能源的需求,使得世界很多国家在电子设备的标准越来越规范。第二,从开关电源的技术创新来看,电源管理芯片未来的发展会集中在提高可靠性这个方向。本文设计的是一款双端双模正激式buck变换器,与以往应用单端变换器或者只能工作在单工作模式的变换器相比有了更多优势,例如稳定性高,选择性广泛等。文章首先阐述开关电源的重要性以及开关电源在国内外目前的现状和未来的发展趋势。然后研究了本芯片的基础理论,从DC/DC开关电源芯片的分类以及工作原理的对比,到正激式和反激式的变换器作对比。最后我们设计是基于双端双模式正激式变换器的控制IC。文章的主体部分主要是芯片内部电路的设计仿真与整体仿真,主要从芯片的整体结构,基准模块,振荡器模块,分频器模块,PWM控制的比较器模块,限流模块,占空比限制模块的电路与仿真进行分析到两种工作模式的优势劣势进行整体仿真对比。最终实现BCD工艺的版图设计。本论文特点共有两点,第一,文中设计的buck DC/DC变换器是具有双端,双模,正激式变换器。双端比单端优势在于两个开关管只需承受一倍的关断电压,使得电路更加稳定。采用两种模式为了使电压模式和电流模式的优势和不足达到互补,提高电路的性能。在最终的仿真工作中也验证了芯片的双端双模的性能。第二,采用BCD工艺这种兼容BIPOLAR,CMOS,DMOS技术的工艺实现版图。
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