论文摘要
本文研究课题来源于国家自然科学基金的重点项目（编号:60436030）。跨周期调制模式PSM（Pulse Skipped Modulation）是一种新型调制模式,是PSoC（PowerSystem on Chip）的重要研究内容。本文基于本课题组提出的优化PSM调制模型,设计了一款基于Boost拓扑结构,效率（＞80%）,纹波（＜30mV）的控制芯片（PSM501）。该芯片包括:使能控制电路、电压基准源、电流基准源、振荡器、功率管电流采样电路、电流极限比较器、过温保护电路、输出电压比较器、数字控制、功率管驱动电路共十个模块。芯片采用CSMC（无锡华润上华）0.5μm 2P3M Mixed-Signal CMOS工艺,并对芯片进行了封装和测试,结果达到设计要求。本文共包括五个章节:第一部分为绪论,介绍了论文的研究背景及意义;PSM调制模式概述及三种改进方法。第二部分介绍了PSM调制模式在Boost拓扑时的特性,并对PSM和PWM两种调制模式进行了比较。阐述了控制芯片内部框图和整体电路工作原理。第三部分介绍子电路的具体设计包括:电压基准源,过温保护电路,数字控制,电压比较器。第四部分介绍控制电路的版图设计,最后给出了整体电路测试结果和分析。针对PSM控制电路中的基准源模块,本文首先介绍了在控制电路中使用的传统带隙基准源,然后简要介绍了当今国际上出现的其它低压,低功耗的电路结构,并对其中的一种结构提出了自己的改进方法,使温度补偿效果有了改善。针对过温保护模块,本文提出了一种结构新颖且简单的过温保护电路。通过增加电路的匹配性,使过温保护电路的翻转电平近似与阈值电压无关。该电路适于低压工作,温度的迟滞宽度易于调节。仿真结果表明该电路对电源电压和工艺参数的变化具有很强的抑制能力。