%b5流双采样DCDC数字控制芯片的设计与实现.pdf

摘 要 电子系统的体积逐渐变小和工作电流逐渐变大，促使电源向着高频多相的方向发 展。与此同时，系统越来越复杂，需要电源更灵活、更可靠、更集成，这促使电源向 着数字化方向发展。本文设计并实现了一颗数字控制芯片，应用于低压大电流场合的 高频多相非隔离降压型 (buck)开关电源。 首先，介绍了主电路中常用的三种元器件的选取原则。从主电路角度对开关电源 进行了分类，并分析了b皿k电源的工作原理.介绍了同步整流技术和软开关技术。从 控制电路角度对开关电源进行了分类，说明了开关电源的两种控制模式:电压模式和 电流模式。 接着，设计了一个电压模式控制器。通过研究数字比例一积分一微分 (proporti。回- 恤e乎目心日盯ential，PDI)控制算法，提出在传统的增量式PDI结构上增加一个反馈环， 用来提高系统的动态响应速度.从理论上阐述了该算法，并在M产TLABZSimu】诫 中 建立了系统模型。仿真和实验结果证实了设计的正确性. 最后，设计了一个电流模式控制器.通过研究自适应电压定位 (司即tivevolatge positi。氏冉yP)控制算法，根据闭环输出阻抗恒定的概念，总结出一个用数字方式实 现冉VP控制的方法。依据该方法用Ch时reedo.35脚CMOS工艺实现了一颗数字控制 芯片，并将其放入一个1州H[之开关频率的多相电源系统进行了测试.实验结果表明该 芯片实现了八VP控制，能够减少输出电容，达到节省面积并降低成本的目的。 关键词:数字电源，直流一直流，六VP，PDI，电流采样 ABSTRACT AselCe住Uuclysst曰叮sbeocmesmalrelnadhte 。止rentbe伪meshihgre，powre supply .。刃sotdevel叩athihg一仓闪ueOcynadmulti币ha阴driCetl叽Menawhiel，即就e血 比伪me mroe Dadmroe COmPlica抚刁即dneedmroe ne劝b】e，relibaelnadocmpOsivtiepowretsPlply. T七isdrivesdigiatiocnrtO1niPOwre suPP1y.hi面shtesls，adiglatjconrtollrecl，俏七。es 扭电d即PliCatinosilow.vol恤罗hihg一。明加thihg一丘叫unceymulti甲haes buck，浑ihctmdee powre suPPlys(MP)s，sidesingdenadlmpl曰mentde. Frits1y，UgidelinSerof hte es1ectinos ofhtreeus回 ocmpenentsni~ 曲叨it毗 访仕叼uCed.SMPSsiasosrtdenimanic诫uiLThoeriesofbuckpowersuPPyf眼阳目yZde. Synchronou旧r即tlficatlnonadosfts幼tchingrae 加rtdeuced.SMPSsiasosrtdeniocntl.1 曲℃u1LT切ocontl勺lmodesv(。】妞ge一modenadcu打en卜mode)ofSMPSrae exPlanie已 Secondly，avolagte一modeconrtollresidesi即deDigi回proportional一nitergal 一月免reniiai少DI)ocnrtolhtoeryhasbene引刀dide.B创犯dnohte七习dltio.alsrt仙比叨re，noe 妞即如ve looPsiaddsdot~ len对eys引贻mrt出”inet 比spons毋5拌ed.T七eDnprovde 成山以双比sixePOUnddenadys引贻m、modelsibultlniN口q1AB/s让nulink 5‘汕ul而nonad xe脚俪ent化usltshavedmeo妞劝ratedhte desing、。。叮eCntess. Finalrl，aCun℃幻t.modeconrtOllresidesinged.AdPativevolts名epositino(AVP)ocn仕0】 hteorybas卜犯nUtsdide.Bas比nohteocncPetofachicvnigocnSatntcl。路IOOPOUPtut 汕洲灿沈，aCSbemerofre川说Ingdigi回A丫Pnocrtollsunnnnas