电流模控制的升压型DC-DC转换器设计.pdf

哈尔滨工业大学硕士学位论文

摘要

随着电子技术的迅猛发展，当今社会已步入数字时代，各种电子产品影响

着方方面面，其中以便携式电子产品为代表，如平板电脑、智能手机、移动终

端设备等。但是所有的电子产品都需要电源提供能量，尤其针对体积较小的便

携式电子产品而言，产品内部携带的电池只能提供较低的电压，然而很多产品

需要的电压要比电池提供的电压大，因此一个具有升压功能的电源就必不可少。

所以研究体积小、重量轻、转换效率高的升压型DC-DC开关电源转换器就具有

了十分重要的现实意义。

根据对转换器拓扑结构的分析与研究，论文设计了一款采用PWM峰值电

流模控制模式的升压型DC-DC转换器。根据系统存在的两个反馈环路，分别设

计了补偿方案：采用RC二型补偿网络对电压环路进行频率补偿，采用斜坡补

偿模块对电流环路进行补偿；根据输出电压纹波和转换器体积的要求，选取了

合适的外围电感和电容，并分析转换器的损耗来源，对其进行优化，实现了系

统效率的提升；根据使用场景和现实意义，确定了转换器的系统结构和性能指

标，并设计完成了带隙基准、振荡器、电流采样、误差放大器、PWM比较器等

各个单元子模块。转换器集成了欠压锁存模块、过温保护模块等，保证了系统

可以正常工作，避免在极端环境下被损坏。

论文基于中芯国际0.18μmBCD工艺对电路进行设计，并通过EDA仿真软

件对电路进行了仿真，最后进行版图设计并完成了电路后仿真。在电感L=20μH，

输入电容C=22μF，输出电容C=22μF，开关频率f=1MHz时，后仿真结果表

inL

明，在典型应用情况下，输入电压V=5V，输出电压V=10.4V，输出电压的

inout

纹波为5.7mV。系统的线性调整率为0.128%/V，负载调整率为4.9%/A，在负载

电流90mA到250mA的变化范围内系统效率保持在80%以上，系统最大效率为

88.3%。结果表明，所设计的电流模控制的升压型DC-DC转换器符合设计指标

要求。

关键词：DC-DC转换器；升压型；峰值电流模控制；PWM调制模式

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哈尔滨工业大学硕士学位论文

Abstract

Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,todayssocietyhasentered

thedigitalage,andvariouselectronicproductsareaffectingvariousaspects,

includingportableelectronicproductssuchastablets,smartphones,mobileterminal

devices,etc.However,allelectronicproductsrequireapowersupplytoprovide

energy,especiallyforsmallportableelectronicproducts.Thebatterycarriedinside

theproductcanonlyprovidealowervoltage.However,manyproductsrequirea

voltagegreaterthanthevoltageprovidedbythebattery,soapowersupplywithboost

functionisessential.Therefore,studying