Buck型DC/DC开关电源的研究与设计

论文摘要

随着电子产品与人们工作和生活的关系日益密切,便携和待机时间长的电子产品越来越受到人们的青睐,它们对电源的要求也越来越高。DC/DC开关电源芯片是一种正在快速发展的功率集成电路,具有集成度高、综合性能好等特点,具有很好的市场前景和研究价值。论文在研究开关电源技术发展现状基础上,提出了一种Buck型DC/DC开关电源的设计。首先对芯片的工作原理和系统构成进行了研究和分析,包括开关电源变换器的整个回路和控制回路。在系统设计完成之后,分块设计了基于UMC0.18μm工艺开关电源内部各功能模块,包括带隙基准源、误差放大器振荡器、比较器等,完成了具体电路的设计。各功能模块经Cadence Spectre仿真验证均已达到所定指标。以此构成的系统亦已通过仿真验证,仿真结果达到设计指标。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 开关电源技术发展现状与发展趋势
• 1.3 主要工作和论文体系结构
• 第2章 DC/DC开关电源的原理
• 2.1 基本拓扑结构
• 2.1.1 降压型（Buck）拓扑结构
• 2.1.2 升压型（Boost）拓扑结构
• 2.1.3 升降压型（Buck-Boost）拓扑结构
• 2.2 PWM控制模式
• 2.2.1 电压控制模式
• 2.2.2 电流控制模式
• 2.2.3 脉宽调制器的数学模型
• 2.3 开关电源的系统稳定性
• 2.3.1 理想开环传递函数的幅频特性
• 2.3.2 开关调节系统和控制器的频域设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 主要模块电路的设计与分析
• 3.1 基准电压源设计仿真
• 3.2 振荡电路的设计仿真
• 3.3 误差放大器设计仿真
• 3.4 比较器的设计仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统仿真和版图设计
• 4.1 系统仿真
• 4.1.1 输出电压
• 4.1.2 输出电压的纹波特性
• 4.1.3 系统的电源电压调整率
• 4.1.4 系统的负载能力
• 4.2 版图的设计
• 4.2.1 版图设计规则
• 4.2.2 模拟电路的版图技术
• 4.2.3 本设计版图绘制
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文