【摘 要】
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随着近年来云计算、物联网、自动驾驶等新兴应用领域的兴起,各类电子设备对能源的需求更加旺盛,也为电源管理系统设计带来了新机遇与新挑战。由于晶体管尺寸不断缩小、集成电路规模日益庞大,电子设配的供电电压越来越低、电流范围越来越大,同时母线的供电电压却在不断提高以减小功率分配I~2R损耗,因此对高电压转换比DC-DC变换器的需求越来越大。本文首先阐述了高电压转换比DC-DC变换器的发展现状和发展趋势,然后
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随着近年来云计算、物联网、自动驾驶等新兴应用领域的兴起,各类电子设备对能源的需求更加旺盛,也为电源管理系统设计带来了新机遇与新挑战。由于晶体管尺寸不断缩小、集成电路规模日益庞大,电子设配的供电电压越来越低、电流范围越来越大,同时母线的供电电压却在不断提高以减小功率分配I~2R损耗,因此对高电压转换比DC-DC变换器的需求越来越大。本文首先阐述了高电压转换比DC-DC变换器的发展现状和发展趋势,然后在常规降压变换器的基础上加入辅助LC电路网络,提出了一种新型混合式变换器,可以实现高效率的高电压转换比功率传输,并对功率级的特性与性能优势进行了详细的分析。本文提出了一种具有模式切换功能的反馈控制环路。通过在稳态移相交错控制模式与瞬态同步控制模式间切换,变换器实现了低电压纹波、快速负载瞬态响应以及高效率电压转换。另外,本文优化了反馈控制电路中的浮动电平移位电路以及栅极驱动电路。本文基于0.18μm Bipolar-CMOS-DMOS（BCD）工艺完成了变换器功率级和反馈控制环路中关键模块的设计仿真验证。通过仿真与版图设计,本文提出的新型混合式变换器实现了24 V至1 V的电压转换,最大4 A的负载电流输出以及91.5%的峰值效率。
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