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随着便携式设备的发展,待机时间成为电子产品性能的一个重要指标。电池能量密度的发展速度远远落后于便携式设备对功耗的要求,因此高效率的电源管理成为业界关注的重点。作为电源管理芯片的一种,DC-DC转换器以体积小、功耗低和转换效率高的优势,已广泛应用于各种便携式电子产品中。本文针对DC-DC转换器的性能特性,对DC-DC转换器核心模块及其整体电路进行了分析研究,主要包括以下几个方面的内容:
第一,采用前调整器负反馈技术,给出了一种适用于DC-DC转换器的高电源抑制比的带隙基准电路。仿真结果显示,采用前调整器带隙基准在100Hz、1kHz、100kHz频率处分别获得了-110.5dB、-99dB、-59.2dB的电源抑制比;带隙基准电压的温度系数为6.39ppm/℃;当电源电压在2.2V~8V变化时,采用调整器的带隙基准的输出电压变化仅9.73μV。
第二,对DC-DC转换器核心模块电路进行了分析与设计,主要包括误差放大器、比较器、振荡器、逻辑控制电路、斜坡补偿电路、电流采样电路、电压求和电路等电路模块。其中,针对传统的固定斜率补偿而造成的过补偿问题,本文采用了线性补偿技术,有效地避免了由于过补偿而造成系统不稳定的问题。
第三,在带隙基准电路和DC-DC其他核心模块基础上,给出了一种电压模式的降压型DC-DC转换器。在电压模式DC-DC转换器基础上,本文采用电流反馈环路技术分析设计了一种峰值电流模式的降压型DC-DC转换器。仿真结果显示,当输入电压为3V时,峰值电流模式的降压型DC-DC转换器的输出电压能够稳定维持在1.8V,纹波电压小于10mV,线性调整能力和负载调整能力明显改善。