电子产品与日常生活密不可分,电源作为电子产品的核心构成之一,其性能是否优良至关重要。传统的电源常采用线性电源,体积大、效率低、输入范围窄,因此,开关电源应时而生。开关电源中的DC-DC电源因其灵活的电压变换方式,被广泛应用。然而许多DC-DC电源存在对输入电压变化的响应速度慢、负载瞬态响应慢、开关频率会随着输入或输出的变化而变化,从而增加电感的设计难度等缺点,因此,为了克服这些缺点,必须设计采用新型控制模式的DC-DC电源。本文以恒定导通时间控制模式为基础,设计了一款采用自适应恒定导通时间控制模式的DC-DC电源芯片XD1719。该控制模式中,功率管的导通时间可以自适应地调整,且正比于输出电压,反比于输入电压,最终保证了开关频率的相对恒定,且对输入电压的变化也具有较快的响应速度。在定时器模块中,还设计了起到稳频作用的电路。该电路通过将开关频率转换成电压信号,与预设的电压相比较,保证了开关频率始终保持在预设的范围内,从而进一步保证了开关频率的恒定。当负载发生变化时,功率管的导通时间直接在当前工作周期就被调节,而不需要等到下一个工作周期,所以具有快速瞬态响应。XD1719的电压基准不是采用典型的带隙基准,而是采用全MOS电压基准。在结构上,该全MOS电压基准仅由MOS管和电阻构成,无需双极型晶体管,从而极大地节约了占用芯片的面积;在性能上,该全MOS电压基准的温漂很小,在-40~125oC的温度变化范围内,基准电压的最大值与最小值之差仅为996.8μV。与此同时,XD1719具有完善的保护机制,芯片内部集成了过温保护模块、欠压锁存模块等众多保护模块,以保证芯片工作在安全可靠的环境下。在系统上电初期,输出电压较低,如果此时基准电压突然升高,会导致环路比较器处于不平衡的状态,因此,XD1719内部还集成了软启模块。软启模块通过产生一个逐渐上升的斜坡电压以代替基准电压,有效避免了浪涌电流和过冲电压的产生。采用0.5μm BCD 18V工艺模型,使用Cadence软件的Spectre仿真工具,完成了对XD1719的仿真验证。仿真结果表明,XD1719的各项参数指标均满足设计要求,系统启动过程平稳,瞬态响应快速,开关频率恒定。