基于PWM控制同相Buck-Boost DC-DC轉換器研究與設計.pdf

1、隨著便攜式電子設備的廣泛使用并且具有多項功能，要求具有高效的電源管理解決方案來延長電池的使用壽命。電源管理系統(tǒng)為了產(chǎn)生一個固定的電源電壓，而此時電源電壓介于電池充分充電的電壓與電池未充分放電的電壓范圍之間，比如鋰離子電池，當輸入為2．7V到4．2V時，輸出為3．3V，達到這種要求最佳的解決方法就是采用高效率，同相Buck-Boost DC-DC轉換器。 本文在對傳統(tǒng)與三模式升降壓轉換器對比分析的基礎上，基于VLS偏移電壓的三角波

2、與基于Vs選通信號的鋸齒波的兩種控制方式，分析了三種模式升降壓轉換器的工作原理與詳細控制方式，選擇Vs選通信號的鋸齒波控制方式完成對功率管開關的控制，并以更少的電路資源與更精確的模式轉換實現(xiàn)轉換器三種模式的無縫隙切換；其次對轉換器功率級參數(shù)以及驅動電路進行優(yōu)化設計，并利用開關電路平均法對轉換器工作在連續(xù)導通模式下的降壓、降壓/升壓、升壓進行線性化等效建模，推導出功率級與環(huán)路的傳輸特性，并針對此特性進行了環(huán)路穩(wěn)定性設計；最后將穩(wěn)定性分析與

3、系統(tǒng)分析結果落實到電路設計中，完成系統(tǒng)復雜特性與效率分析。 采用CSMC0．5μm CMOS工藝，運用Cadence Spectre軟件，對系統(tǒng)進行了仿真驗證。系統(tǒng)開關頻率為IMHz，設計效率為87％，仿真獲得的典型負載下的最大效率為86％；輸入電壓2．7～4．2V、輸出電壓可達到在1．5～5V之間變化。穩(wěn)態(tài)時的開關紋波對于5V為20mV，3．3V為16mV。同時在完成系統(tǒng)設計和電路設計的基礎上，進行了系統(tǒng)版圖的規(guī)劃和布局，以及