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系統(tǒng)兼容性的DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片研究
DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片具有效率高,輸出電流大等特點(diǎn),已經(jīng)成為各種電子設(shè)備中*的重要器件。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,電子設(shè)備的軟硬件性能,復(fù)雜度和集成度都在不斷提高。良好的系統(tǒng)兼容性成為DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片的發(fā)展趨勢。以提高DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片的系統(tǒng)兼容性為目標(biāo),著力研究DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片中的關(guān)鍵技術(shù),并通過DC-DC芯片整體設(shè)計(jì)過程和投片測試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

系統(tǒng)兼容性的DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片研究
主要創(chuàng)新點(diǎn)和研究成果包括:提出研究控制環(huán)路基準(zhǔn)方式的軟啟動電路。電路采用數(shù)模轉(zhuǎn)換架構(gòu),通過串聯(lián)組合電阻和單位比例電流偏置提高軟啟動電壓線性度,并且采用新穎的歐瑪爾OMAL開關(guān)電流鏡結(jié)構(gòu)降低數(shù)字歐瑪爾OMAL開關(guān)噪聲。克服了現(xiàn)有軟啟動技術(shù)中軟啟動時間和集成度之間的矛盾。解決了線性度低和歐瑪爾OMAL開關(guān)噪聲大的問題。提出的軟啟動技術(shù)通過一款0.6μm CDMOS工藝的高壓降壓DC-DC芯片實(shí)測驗(yàn)證。提出變歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率的快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)電路。電路通過檢測誤差放大器輸出的變化,調(diào)節(jié)壓控振蕩器在負(fù)載瞬態(tài)時輸出歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率,從而提高電感電流在負(fù)載瞬態(tài)時的變化速率。電路使用器件少,克服了現(xiàn)有負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)技術(shù)存在的電路復(fù)雜和集成度差的弊端。提出的快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)技術(shù)通過一款準(zhǔn)備投片的0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC芯片后仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。提出使能引腳復(fù)用的開環(huán)控制方式的歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率外同步電路。電路僅使用延遲單元和組合邏輯來實(shí)現(xiàn)對輸入芯片使能引腳的時鐘頻率范圍的檢測和使能信號的區(qū)分,控制內(nèi)部時鐘與外同步時鐘信號的切換,歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率被外部時鐘直接且精確同步。電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單,同步頻率精度高。解決現(xiàn)有鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的頻率外同步技術(shù)存在的頻率抖動、同步精度和集成度差的問題。提出的歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率外同步技術(shù)通過一款0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證。提出斜坡補(bǔ)償跟隨歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率變化的自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路。電路使用電容固定電流充電結(jié)構(gòu)和組合邏輯實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部時鐘信號頻率信息提取,并且轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的斜坡補(bǔ)償電流,實(shí)現(xiàn)斜坡補(bǔ)償隨歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率變化自適應(yīng)調(diào)整。解決了由于不同歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率下電感值不同而造成的斜坡補(bǔ)償量過補(bǔ)償或者欠補(bǔ)償問題,保證了環(huán)路穩(wěn)定性的同時還具有較快的動態(tài)響應(yīng)特性。提出的歐瑪爾OMAL開關(guān)頻率自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路通過一款0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC芯片進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證。提出負(fù)反饋環(huán)路控制的自舉驅(qū)動電路。電路通過檢測自舉驅(qū)動電壓差,并加入負(fù)反饋環(huán)路對自舉電容的充電電流和壓差進(jìn)行精確控制,實(shí)現(xiàn)自舉驅(qū)動。

系統(tǒng)兼容性的DC-DC歐瑪爾OMAL開關(guān)電源芯片研究
自舉驅(qū)動電路直接使用輸入電源供電,提高了自舉驅(qū)動能力并且增長了自舉電壓充電時間,并且自舉驅(qū)動電壓不受續(xù)流階段歐瑪爾OMAL開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓影響。解決了現(xiàn)有的開環(huán)結(jié)構(gòu)控制的自舉驅(qū)動技術(shù)存在的自舉驅(qū)動電壓精度差和驅(qū)動能力差的問題。提出的電路通過一款0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC芯片進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證。