高性能PWM型DC-DC升压变换器研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.comVol_26．No．3第26卷第3期固体电子学研究与进展2006年8月RESEARCH&PROGRESSOFSSEAug．．2006、硅微电子学P高性能PWM型DC—DC升压变换器研究余华h邹雪城陈朝阳(华中科技大学电子科学与技术系，武汉，430074)(武汉船舶职业技术学院电子系，武汉，430050)2005一l1-02收稿，2006一Ol一06收改稿摘要：设计了一种单片集成PWM型电流模式升压变换器，芯片内部集成了耐压22V的DMOS功率开关管，开关频率为1．6MHz，采用1．5,umBCD工艺实现。芯片具有很宽的输入电

2、压(2．7～14V)、高效率(85)、低关断电流、快速暂态响应和低功耗等特性，适宜于用作便携式设备的电源管理，也可作为IP核，嵌入同种工艺下的其它芯片。文中除了对芯片设计方法、思路及主要电路模块结构的设计方案进行讨论外，还提出了减小单片集成开关电源噪声的措施。关键词：直流一直流；升压变换器；电流模式；脉宽调制；开关噪声中图分类号：TN433文献标识码：A文章编号：1000—3819(2OO6)03—420—06ResearchofaHightPerformancePWMDC—DCBoostConverterYUHua’。ZOUXuechengCHENChaoyang(De

3、partmentofElectronicsScienceandTechnology，HuazhongUniversityofScience＆Technology，Wuhan，430074，CHN)(ZDepartmentofElectronicsScienceandTechnology．WuhanInstituteofShipbuildingTechnology，Wuhan，430050，CNH)Abstract：ThispaperpresentedamonolithicPWMcurrent～modeboostDC—DCconverterwithintegrated22V

4、DMOSFETpowerswitch．Theboos[converteroperatingatfixedfrequencyof1．6MHzhadbeenfabricatedwitha1．5“mBCDprocess．Thechipfeaturedwideinputvolt—agerange(2．7Vto14V)，highefficiencyoverlargeloadrange(upto85)，lowshutdowncurrent，fasttransientresponseandlowpower，whichwasdesignedforportablepowermanage—m

5、entapplicationsandembedinotherchipsasaIPcoretoo．Inadditiontodesignmethodsandschematicofthemaincellcircuitmodules，thispaperalsoputforwardmeasuresofreducingswitchingnoiseonmonolithicswitchingpowerIC．Keywords：DC-DC；boostconverter；currentmode；pulsewidthmodulation；switchingnoiseEEACC：1290产品中，如

6、手机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑．口等。为了‘满足这种需求，将功率开关管及控制电路集成在一起的单片集成开关电源就具有广阔的发展前DC—DC变换器已广泛应用于各种便携式电子景。由于采用了单片集成，以致芯片外所需外部器件基金项目：国家自然科学基金项目(Nos．9O2O7O2O)E—mail：hyu@whicc．com；yuhuahust@sina．com维普资讯http://www.cqvip.com3期余华等：高性能PWM型DC—DC升压变换器研究得以减少，开关电源的功率密度得到了显著提高，同Vin为电压输入端；SHDN为使能端；FB为反馈输时外部器件的寄生效应也显

7、著减少，更适宜于在高入端；OUT为电压输出端；GND为接地端。芯片由频和噪声敏感场所应用。但是，因为控制电路和功率带隙电路、误差放大器、关断电路、PWM比较器、振开关管都集成在芯片内部，如何设计控制电路和功荡电路、控制逻辑电路及驱动电路等组成。模拟控制率开关管都集成在芯片内部，使电源在较宽的输入、电路部分主要采用Bipolar或CMOS，数字电路部分输出电压范围内具有良好的稳定性，如何设计功率采用CMOS，高压管采用DMOS工艺实现，开关功率开关管，使其能承受高压、大电流，也就成了一大挑管承受的最高电压达到22V，最大电流达到