应用于Dc-DC变换器的高速高精度电流检测电路的设计
峰值电流模式开关变换器因其动态响应速度快，补偿网络简单并可同时实现过流保护等优点，被广泛应用于手持式智能设备的电源管理芯片中。电流检测电路作为其电流环控制中的关键模块，其检测精度和速度已成为影响DC-DC变换器稳定工作的重要因素，本论文将对应用于高开关频率宽占空比的峰值电流模式DC-DC变换器中电流检测电路进行分析和设计。 本论文首先分析和总结了前人在电流检测电路领域的工作成果，在此基础上设计了一种基于SenseFET检测技术的新型电流检测电路结构，该新型检测电路结构与传统电流检测电路相比，通过增加一条反馈通路，提高了检测速度和检测精度。围绕电流检测整体电路性能需要，论文设计了一种开关信号控制电路用于消除检测输出电流上的尖峰;设计了一款互偏置电流源，为电流检测电路提供直流偏置。接着论文对峰值电流模式DC-DC变换器芯片进行了设计，模块电路包括误差放大器、斜坡补偿及脉宽调制器等。最后基于Chartered0.18μm工艺进行了电路版图设计和后仿真验证，并对DC-DC变换器整体电路进行了流片与测试。 电流检测电路后仿真结果表明，其瞬态响应时间小于20ns，最高电流检测精度达到99.8％，而静态电流仅为17μA。芯片实测结果表明，芯片能够以最大占空比0.58和最小占空比0.23正常工作，开关频率为2MHz;输出负载50-1000mA变化时，输出电压在10μs内稳定，负载调整率为35.1mV/A;输入电压3-4V变化时，输出电压稳定，线性调整率为1.0mV/V;全负载转换效率达75％以上，其中峰值转换效率为91.8％。测试结果表明本论文设计的电流检测电路能使得DC-DC变换器芯片稳定工作且性能良好，满足设计与应用要求。
DC-DC变换器;电流检测电路;误差放大器;斜坡补偿;脉宽调制器
东南大学
硕士
微电子学与固体电子学
孙伟锋
2014
中文
TN624
68
2015-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）