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如何实现一款降压型直流直流开关电源的设计
最爱涛哥哥
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随着集成电路制造技术向更小尺寸迈进，采用集成电路部件的电子产品如智能手机、笔记本电脑、上网本等体积变得更小，且可携带，对这些设备的关键部件--电源提出了体积小、重量轻、能量密度高的要求。具有体积小、重量轻、损耗小、效率高、应用范围广等特点的开关电源正逐渐取代传统的线性电源，成为电子设备中的主流产品。本论文介绍了降压型直流-直流开关电源的拓扑结构与基本原理，及工业界设计开关电源采用的技术，如脉冲宽度调制、脉冲频率调制、脉冲宽度/脉冲频率混合调制，同步整流，对开关电源的功率损耗产生机制进行了详细的讲解。本论文采用意法半导体先进的 BCD6 工艺（最小尺寸为.35uM）设计了一款高效率降压型直流-直流开关电源。本次设计先从系统层面设计着手，搭建了电源的行为模型，对电源环路进行补偿确保在各种应用条件下电源系统都能稳定可靠的工作。然后从电路级实现该电源，包括各个电路模块的搭建，利用 Mentor 公司的 Spice 软件对关键模块进行了仿真，电路实现后再整体对电路进行仿真，给出了各个模块及整体电路仿真的波形图，确保电路的各项设计指标能满足应用需求。
随着电子技术的快速发展，便携式电子设备与人们的工作及生活的关系变得日益密切，而这些电子设备都离不开可靠的电源。在目前便携设备的时代，大部分的设备都是采用电池来供电，这些电子设备内部大多数使用的是 CMOS 技术实现的电子电路。随着 CMOS 技术的不断发展，晶体管的最小尺寸不断缩小，以增加处理速度。然而，尺寸的缩小降低了晶体管的耐压上限，为了使设备能稳定、可靠的工作，需要更低的电源来供电［1］。另一方面，电池的电压独立于该 CMOS 技术的演进，并依赖于所使用的材料和电化学反应涉及的存储电荷［2］。开关电源将电池电压转换成不同电压供电子设备内部其他模块使用。一般开关电源有以下功能：1 提供给各个模块稳定的电源，电子设备各模块有不同的电压和电流要求，开关电源必须满足这些要求。另外根据不同的应用需求，有些模块需要打开，有些模块不需要打开。在电池供电的设备中， 特别需要把不需要打开的电路电源关闭， 提高电池一次供电时间， 同时减低便携式电池电子设备的温度；2 控制开机，关机时各路电源开关的顺序，如果顺序错误， 轻则功能错乱，重则烧毁器件；3 对电池充电进行管理， 电池充电不妥当， 可能大大减低电池寿命， 严重时可能充不上电， 再严重可能引起电池爆炸；4 动态调整电压，这个功能是为了提高电池一次供电时间。
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