DC-DC开关电源管理芯片的设计

　　本目的是设计一个基于PWM控制的boost升压式DC-DC电源转换芯片，该芯片实现基于双环（电压环和电流环）一阶控制系统的电流模式PWM控制电路， 在该集成模块内将包括控制、驱动、保护、检测电路等。最后在电路系统基本框架的基础上，结合电力电子技术与微电子技术，采用采用BiCMOS工艺，具体针对DC-DC变换电路的实现进行研究。

　　系统方面的设计以及系统框图和各个功能模块的设计思想

　　图3 系统模块原理框图

　　下面分别的介绍系统各个功能模块：

　　① 误差放大电路 误差是用于调整变换器的高增益差分放大器。放大器产生误差信号，他被供给PWM比较器。当输出电压样本与内部电压基准比较并放大差值时产生误差信号。误差放大器的2号脚Vref就是基准电压产生的固定基准。

　　② PWM比较器 当来自电流取样信号，当然是电感电流和振荡器产生的补偿谐波想加后的电流信号，超过误差信号时，PWM比较器翻转，复位驱动锁存器断开电源开关，以此来控制开关管的开通与关断。

　　③ 振荡器模块 振荡器电路提供一定频率的时钟信号，以设置变换器工作频率，以及用于斜率补偿的定时斜升波。时钟波形为脉冲，而定时斜升波就是用于斜波补偿的，在电感取样端相加。

　　④ 驱动器锁存器 锁存器包括RS触发器与相关逻辑，它通过接通和断开驱动电路来控制电源开关的状态。来自锁存器的低输出电平把它断开。正常工作方式下，在时钟脉冲期间触发器被置为高电平，当PWM比较器输出变为高电平时锁存器复位。

　　⑤ 软启动电路模块 当整个系统刚启动时，电感产生一个很大的冲击电流，软启动让系统开始时不能在全占空比下启动，使输出电压以受控的上升速率增加至额定稳压点。设计思想是利用外接电容的充放电使得占空比慢慢提高，达到输出稳定的目的。

　　⑥ 电流采样电路 提供斜率补偿电流灵敏电压给PWM比较器。

　　⑦ 保护电路模块 监视电源开关的电流，若该值超过额定峰值，则该电路作用，重新开始软启动周期。

　　3．设计中必须要考虑的几点细节问题

　　① 关于斜波补偿

　　这是在上文提到过的电流控制型开关变换器中存在的根本性问题。电流控制型就是将实际的电感电流和电压外环设定的电流值分别接到ＰＷＭ比较器的两端进行比较，用来控制开关管。下面分析斜波补偿的原因。如下图分别是占空比大于50%和小于50%的尖峰电流控制的电感电流波形图。

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