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摘 要 开关电源因其具有稳压输入范围宽、效率高、功耗低、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用，从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用，尤其是作为便携式产品的电池提供高性能电源输出，比其他结构具有不可超越的优势。开关电源的稳定性直接影响着电子产品的工作性能。误差放大器是直流开关电源系统中电压控制环路的核心部分，其性能优劣直接影响着整个直流开关电源系统的稳定性，因而分析系统对误差放大器的性能需求并在此基础上设计出满足系统需求的高性能误差放大器是本论文的主要研究目标。 http://www.paper51.com 本文误差放大器的设计基于一款小功率型DC．DC转换器芯片的设计需求，从系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发，首先对该款Buck型DC．DC转换器的系统电压控制环路进行小信号建模并分析系统控制环路零极点分布，确定环路补偿策略，进而在系统级对误差放大器的主要性能参数进行设计并通过MULTISIM10仿真软件验证了其正确性。其次基于系统级对误差放大器的性能参数设计，提出了一种满足该系统需求的误差放大器晶体管级结构，其核心电路采用BJT组成的两级跨导运算放大器(OTA)结构，在放大器差分级的有源负载中加入了等值匹配电阻，使得差分级小信号直流增益和跨导可调，从而简化了电路设计使得误差放大器的小信号直流增益和跨导较易被调节到满足系统需求的值。另外在误差放大器的OTA结构中加入了动态跨导调整电路，加快了系统的大信号动态响应速度。最后根据系统对误差放大器性能需求的分析，对误差放大器进行优化，在核心电路中加入了实现系统软启动和输出滤波电感充电限流机制的电路。 http://www.paper51.com
关键词：降压型直流开关转换器，误差放大器，软启动，电感充电限流 http://www.paper51.com Abstract Switching power supply because of its wide voltage input range, highefficiency, low power consumption, small size, light weight, and other notablefeatures and has been more widely used, from home appliances to communicationsfacilities, data processing equipment, transport facilities , instrumentationand industrial equipment are more applications, especially as high-performancebatteries for portable power output, than any other structure hasinsurmountable advantage. Switching power supply directly affects the stabilityof performance of electronic products. Error amplifier is a DC switching powersupply system, the core of the voltage control loop, the performance willdirectly affect the entire DC switching power supply system stability, whichanalyzes the system performance requirements of the error amplifier, and onthis basis, the system is designed to meet the demand for high-performanceerror amplifier is the main research objective. This error amplifier design is based on a Buck-type DC. DC converter chipdesign needs, from system stability, load regulation and response speed is thepoint of view, the first of which Buck-type DC. DC converter voltage controlloop system modeling and analysis of small-signal control loop zero-poledistribution system to determine the loop compensation strategy, and then atthe system level of key performance parameters of the error amplifier designand simulation software verified by MULTISIM10 itscorrectness. Secondly, based on system-levelperformance parameters of the error amplifier design, a system to meet theneeds of the error amplifier transistor-level structure, the core circuit iscomposed of two BJT operational transconductance amplifier (OTA) structure,poor grades in the amplifier equivalent active load matching resistor isadded, making the poor grading and small-signal transconductance adjustable DCgain, thus simplifying the circuit design makes the error amplifier's smallsignal DC gain and transconductance easily be adjusted to meet the systemrequirements of value . Also in the OTAstructure of the error amplifier transconductance added dynamically adjustcircuit to speed up the system's large-signal dynamic response speed. Finally, the system performance requirements on theanalysis of the error amplifier, the error amplifier to optimize the circuit inthe heart of the system is added to achieve soft-start and output filterinductor charging current limiting circuit mechanism. Key words: step-down DC switching converters, error amplifier, soft start,current limiting inductor charging http://www.paper51.com 目 录 paper51.com 摘 要... 1 paper51.com
第1章诸论... 3 http://www.paper51.com 1.1引言... 3 paper51.com 1.2国内外研究现状与发展趋势... 3 内容来自www.paper51.com 1.3本文研究的目的与意义... 3 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
1.4本论文的主要工作... 3 http://www.paper51.com 第2章 设计构思及理论... 3 内容来自www.paper51.com 2.1设计思路... 3 内容来自www.paper51.com 2.2设计构思的理论依据... 3 内容来自www.paper51.com 2.2.1硬开关PWM变换技术的基本原理... 3 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.2.2软开关技术... 3 http://www.paper51.com 第3章开关电源对误差放大器的性能需求分析... 3 内容来自www.paper51.com 3.1输出电压直接分压作为误差放大器的输入... 3 http://www.paper51.com 3.2辅助电源输出电压分压... 3 http://www.paper51.com
3.3采用线性光耦改变误差放大器的输入误差... 3 paper51.com 第4章 光耦改变误差放大器增益电压反馈电路... 3 copyright paper51.com 4.1采用线性光耦改变误差放大器的增益... 3 内容来自www.paper51.com 4.2实验结果... 3 copyright paper51.com 第5章Multisim10的应用简介... 3 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
5.1 Multisim10软件的介绍... 3 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
5.2 设计仿真的基本原理... 3 paper51.com 结论... 3 copyright paper51.com 谢辞... 3 paper51.com 参考文献... 3 copyright paper51.com
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第1章诸论1.1引言 http://www.paper51.com 电源是所有电子产品工作的动力之所在，其性能优劣直接关系到电子设备的工作效率和安全可靠性。由于不同的电子设备对电源参数诸如效率、电压、电流能力、噪声、纹波等的要求以及对电源体积、形状、可靠性、干扰等的要求各不相同，这就需要对供电线路的电能进行变换以满足这些要求，电源管理芯片应运而生并已成为当今集成电路产业的主流产品之一。随着各种电子产品的多功能化和智能化发展，电源管理芯片的设计也面临着新的更大的挑战，推动着电源管理技术不断向前发展，与此同时高效、低功耗、低电压、高精度、低噪声、高集成度的电源管理芯片也成为未来的发展趋势12]。电源管理芯片可实现的变换功能包括交流到直流(AC．DC)，即整流；直流到交流(DC—AC)，即逆变；交流到交流(AC．AC)，即变压；直流到直流(DC．DC)。广义而言，利用半导体功率器件作为开关实现一种电源形式到另一种电源形式转换的主电路叫做开变换器，在电能转换时半导体功率器件工作在高频开关状态，系统自动控制闭环稳定输出，并有保护环节的开关变换器称为开关电源。开关电源因其具有稳压输入范围宽、效率高、功耗低、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用，从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用，已经成为稳压电源的主流产品，代表着稳压电源的发展方向，其发展前景具有很大的潜力。尤其是作为便携式产品的电池提供高性能电源输出，比其他结构具有不可超越的优势，被广泛应用于PDA，移动电话，GPS等各种便携设备。而目前的便携产品加入的功能越来越多，这对开关电源提出了新的挑战，致使高频、高效、低压输出成为开关电源的主要发展趋势。Buck型DC—DC转换器作为开关电源的一种其应用范围也相当广泛，因而具有较大的研究意义，将是本论文的讨论重点。 内容来自www.paper51.com |