一种电流模式控制PWM开关电源的设计

论文摘要

随着电源技术不断向高频化、集成化发展,高频开关电源更是电源技术领域的新课题,因此新型的开关电源控制芯片也就成为研究的重点。与电压控制模式相比,电流控制模式采用双环控制系统,因而由电流控制模式芯片组成的开关电源系统的电压调整率、瞬态响应速度和稳定性都有很大的提高,所以得到了越来越广泛的应用。本文对电流模式PWM控制电路进行了详细地分析与设计。首先对DC/DC转换器的基本结构进行了全面介绍,详尽地分析了降压型DC/DC转换器的基本工作原理以及关键技术,介绍了降压型电流控制模式的PWM开关电源的主要拓扑结构,引入了误差放大器的频率补偿的方法,并着重分析了双零点、双极点的补偿电路。根据PWM开关电源的原理和特点,合理地设计了各个子电路,其中包括:带隙基准源、误差放大器、振荡器、PWM比较器、PWM脉冲调整器、输出级电路、过流保护电路和低压比较器等。根据每个子电路的特殊需求,详细地分析了它们的功能如何实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 开关电源概述
• 1.2 开关电源的发展
• 1.3 开关电源的发展趋势
• 1.4 本论文的主要工作
• 1.4.1 本论文的设计目标
• 1.4.2 本论文的开发环境
• 1.4.3 本文所做的工作
• 第二章 开关电源基础
• 2.1 降压型开关电源的工作原理
• 2.1.1 连续电流模式CCM
• 2.1.2 非连续电流模式DCM
• 2.1.3 同步整流
• 2.2 开关电源的控制技术
• 2.2.1 脉频调制（PFM）
• 2.2.2 脉宽调制（PWM）
• 第三章 同步降压型电流模式开关电源分析
• 3.1 开环不稳定性分析
• 3.2 次谐波振荡分析
• 3.3 效率分析
• 3.3.1 导通损耗
• 3.3.2 频率相关损失
• 3.4 大信号特性分析
• 3.4.1 启动
• 3.4.2 电源电压变化
• 3.4.3 负载跃变
• 第四章 模块及控制电路设计
• 4.1 电流型脉宽调制器的总体设计
• 4.1.1 电流型脉宽调制器的设计思路
• 4.1.2 输出端口说明
• 4.1.3 工作原理
• 4.1.4 脉宽调制电路设计的主要参数指标
• 4.2 稳压器电路设计
• 4.2.1 带隙基准电压源的设计
• 4.2.2 调整电路的设计
• 4.3 比较器电路的设计
• 4.3.1 普通比较器
• 4.3.2 迟滞比较器
• 4.3.3 PWM 比较器
• 4.4 时钟产生电路与斜坡信号电路的设计
• 4.4.1 时钟信号产生电路
• 4.4.2 斜坡电压补偿电路
• 4.5 电流采样电路的设计
• 4.6 误差放大器电路设计
• 4.6.1 根据参数指标选择合适的结构
• 4.6.2 运放增益的计算
• 4.6.3 运放的频率分析
• 4.6.4 仿真结果
• 4.7 功率管驱动电路设计
• 4.8 振荡器（OSC）
• 4.8.1 振荡器设计要求
• 4.8.2 仿真波形
• 第五章 整体电路设计
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果