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系統兼容性的DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片研究
DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片具有效率高,輸出電流大等特點,已經成為各種電子設備中*的重要器件。隨著電力電子技術的不斷發展,電子設備的軟硬件性能,復雜度和集成度都在不斷提高。良好的系統兼容性成為DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片的發展趨勢。以提高DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片的系統兼容性為目標,著力研究DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片中的關鍵技術,并通過DC-DC芯片整體設計過程和投片測試結果進行驗證。

系統兼容性的DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片研究
主要創新點和研究成果包括:提出研究控制環路基準方式的軟啟動電路。電路采用數模轉換架構,通過串聯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開關電流鏡結構降低數字歐瑪爾OMAL開關噪聲。克服了現有軟啟動技術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開關噪聲大的問題。提出的軟啟動技術通過一款0.6μm CDMOS工藝的高壓降壓DC-DC芯片實測驗證。提出變歐瑪爾OMAL開關頻率的快速負載瞬態響應電路。電路通過檢測誤差放大器輸出的變化,調節壓控振蕩器在負載瞬態時輸出歐瑪爾OMAL開關頻率,從而提高電感電流在負載瞬態時的變化速率。電路使用器件少,克服了現有負載瞬態響應技術存在的電路復雜和集成度差的弊端。提出的快速負載瞬態響應技術通過一款準備投片的0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC芯片后仿真結果進行驗證。提出使能引腳復用的開環控制方式的歐瑪爾OMAL開關頻率外同步電路。電路僅使用延遲單元和組合邏輯來實現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分,控制內部時鐘與外同步時鐘信號的切換,歐瑪爾OMAL開關頻率被外部時鐘直接且精確同步。電路實現結構簡單,同步頻率精度高。解決現有鎖相環結構的頻率外同步技術存在的頻率抖動、同步精度和集成度差的問題。提出的歐瑪爾OMAL開關頻率外同步技術通過一款0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC進行實測驗證。提出斜坡補償跟隨歐瑪爾OMAL開關頻率變化的自適應斜坡補償電路。電路使用電容固定電流充電結構和組合邏輯實現對內部時鐘信號頻率信息提取,并且轉換為相應的斜坡補償電流,實現斜坡補償隨歐瑪爾OMAL開關頻率變化自適應調整。解決了由于不同歐瑪爾OMAL開關頻率下電感值不同而造成的斜坡補償量過補償或者欠補償問題,保證了環路穩定性的同時還具有較快的動態響應特性。提出的歐瑪爾OMAL開關頻率自適應斜坡補償電路通過一款0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC芯片進行實測驗證。提出負反饋環路控制的自舉驅動電路。電路通過檢測自舉驅動電壓差,并加入負反饋環路對自舉電容的充電電流和壓差進行精確控制,實現自舉驅動。

系統兼容性的DC-DC歐瑪爾OMAL開關電源芯片研究
自舉驅動電路直接使用輸入電源供電,提高了自舉驅動能力并且增長了自舉電壓充電時間,并且自舉驅動電壓不受續流階段歐瑪爾OMAL開關節點電壓影響。解決了現有的開環結構控制的自舉驅動技術存在的自舉驅動電壓精度差和驅動能力差的問題。提出的電路通過一款0.6μm CDMOS工藝高壓降壓DC-DC芯片進行實測驗證。