如今,电子设备面临着电源预算、体积限制逐渐紧缩的现状,对电源管理芯片的电压调节能力、转换效率、响应速度和集成度等方面提出了更高的要求。在此趋势下,恒定导通时间(Constant On Time, COT)控制的DC-DC因其结构简单、动态响应性能...
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如今,电子设备面临着电源预算、体积限制逐渐紧缩的现状,对电源管理芯片的电压调节能力、转换效率、响应速度和集成度等方面提出了更高的要求。在此趋势下,恒定导通时间(Constant On Time, COT)控制的DC-DC因其结构简单、动态响应性能好以及轻载效率高的特点,成为了国内外研究的热点。本课题设计了一款基于自适应恒定导通时间(Constant On Time, COT)的高效率Buck型DC-DC芯片。该系统采用自适应恒定导通技术,在不同的输入电压、参考电压以及工作频率条件下,功率管的导通时间可以实现自适应调节,使芯片具有很强的适应能力。论文对系统的主环路和频率锁定环路进行了系统建模,并使用Matlab对系统开环传输特性进行仿真验证,保证系统的开环特性满足稳定性要求。为了适应多场合应用需求,系统采用两种工作模式。其中强制连续模式可以实现较低的输出电压纹波,适合于低噪声场合的应用。另一种是burst模式,系统在轻载时,部分电路进入休眠模式以实现较低的功耗,因此比较适合轻载高效的应用场合。整个设计基于Matlab、Cadence和Hspice等工具,完成了系统电路的设计、仿真和验证工作。芯片的测试结果表明系统可以正常工作,各项性能指标均满足设计要求。芯片采用韩国东部0.35μm BCD工艺实现,测式结果表明：系统的工作频率范围为800kHz～2.5MHz,输入电压3.6V-24V,最大输出电流2.5A,电源转换效率最高可达96.1%,在强制连续和burst模式下均可正常工作。系统的多项指标均可调节,用户可根据应用场合的需求,找到最佳的解决方案。该芯片可以应用于高效、低噪等系统中,应用前景很广。
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