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电源管理类芯片作为电子产品不可或缺的一部分已经被广泛应用于通信网络、计算机以及汽车电子等诸多产品领域,开关电源管理芯片由于高的转换效率,输出电压可升可降的优点应用范围最广。高稳定性和高效率是开关电源管理芯片的重要要求。本文以理论与实际设计相结合,设计一款基于峰值电流模式的Boost DC/DC开关变换器。 首先,对电压环路建模分析,推导各个工作状态的直流和交流信号特性,在设计时利用传递函数设计补偿电路,仿真得到稳定的电压环路;电流环路加入斜坡补偿电路,这样两个环路都达到稳定可以保证开关变换器具有稳定的输出。PWM模式控制的Boost DC/DC开关变换器在重载时可以达到较高的转换效率,但在轻载时效率偏低,提出一种轻载时工作在PSM模式的实现方法,减小开关次数,可实现较高效率,两种调制模式相结合在整个负载范围内均达到理想效率。 然后,从系统角度提出Boost DC/DC变换器的设计指标,基于芯片设计的理论,介绍了主要模块的设计方法和仿真结果,完成整个系统的设计和仿真,并成功流片。 最后,对芯片流片结果进行测试,芯片采用UMC0.5μm工艺设计并流片测试,芯片工作正常,对芯片进行负载响应测试表明输出电压对负载变化有较快响应并稳定恢复,满足设计稳定性要求。在PSM与PWM混合调制满足了高效率的设计目标,在全负载都具有较高的转换效率,大部分负载情况下效率大于90%,两种调制模式可自动切换。