BUCK型DCDC稳压器研究
近年来，由于笔记本电脑、智能手机、平板电脑以及汽车电子等产品产量的大幅度增长，电源管理芯片的市场规模也随之水涨船高。在全民节约能源，走可持续发展的道路的今天，研究具有低成本，高效率等优点的开关电源技术有着不同寻常的意义。体积小，重量轻的特点也使得开关电源技术在互联网移动化的浪潮中备受青睐。
本文对降压型DCDC稳压器进行了一定的研究，设计了一款电流环路控制模式的降压稳压器，电流控制模式提供快速的瞬态响应和良好的环路稳定性，低工作电源电流使效率进一步提高，尤其在较低的输出电流的条件下。关断状态时，静态电流更小，并提供了完全的每周期电流控制。 M000102
关键词：电流模式 降压 DCDC
The Research Of Buck DCDC Regulator
ABSTRACT：Recently，the size of the market of power management IC is growing quickly due to the great output of portable computers、smart phones and tablet computers. Nowadays，everyone is supposed to save energy and sustainable development is also advocated .So ,it is extremely meaningful to study switching power supply with advantage of low cost and high efficiency. Small size and light weight makes switching power supply more and more popular in mobile internet waves.
The paper researches step-down switching regulator and designs a current mode switching regulator .current mode control provides fast transient response and excellent loop stability. Low operating supply current improves efficiency , especially at lower output currents. Quiescent current will be smaller in shutdown. It also provides full cycle-by-cycle current control.
Key Word: current mode ; BUCK ; DCDC
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1.引言 1
1.1开关电源的发展背景及意义 1
1.2开关电源的现状及发展趋势 1
1.3电源的分类 2
1.3.1线性稳压器（LDO） 2
1.3.2电容式开关电源（Charge Pump） 2
1.3.3电感式开关电源 3
1.4论文主要研究内容及结构安排 3
2.DCDC开关电源的工作原理 4
2.1 buck型开关稳压器 4
2.1.1 buck电路的工作原理 4
2.1.2 buck电路的特点 5
2.2 boost型开关稳压器 5
2.2.1 Boost电路的工作原理 5
2.2.2 boost电路特点： 6
2.3 buck-boost型开关稳压器 6
2.3.1 buck-boost电路的工作原理 6
3.芯片内部模块电路的设计与仿真 7
3.1带隙基准电压源 7
3.2线性稳压源 8
3.3比较器 9
3.4误差放大器 10
3.5振荡器 10
3.6逻辑电路 11
3.7驱动电路 13
4.芯片系统原理 14
4.1芯片原理 14
4.2应用电路 14
5.总结与展望 16
参考文献 17
致谢 18
2.DCDC开关电源的工作原理
本章节介绍了几种常见的开关电源电路拓扑结构，有BUCK型、BOOST型和BUCK-BOOST型电路，分析了这几种拓扑结构的开关电源的工作原理。
2.1 Buck型开关稳压器
图2.1 buck型开关稳压器原理图
2.1.1 buck电路的工作原理
Buck电路即为降压斩波电路。控制脉冲使开关管Q导通之后，电容C开始充电，输出电压Vout加到负载RL两端，在电容C充电过程中，电感L内的电流逐渐增加，储存的磁场能量也逐渐增加。此时续流二极管D因反向偏置而截止。经过Ton时间以后，控制信号使三极管Q1截止，电感L中的电流减小，L中储存的磁场能量便通过续流二极管D传递给负载。当负载电压低于电容C两端的电压时，C便向负载放电。经过Toff时间后，控制脉冲又使Q1导通，上述过程重复发生。
电感上电压电流与时间的关系式为： ， (公式2-1)
可转化为 ， (公式2-2)
开关闭合时：。 (公式2-3)
开关断开时：。 (公式2-4)
， (公式2-5)
忽略二极管压降作近似运算，可得Vout=Vin*D。 (公式2-6)
其中D为开关占空比，T为开关周期，VIN为输入电压，Vout为输出电压，VD为二极管压降。
输出电压Vout与开关管的占空比D成正比，所以通过改变开关管的占空比可以控制输出平均电压的大小。由于占空比D总是小于1，所以Vout总是小于Vin，所以这样的电路称为降压电路，即buck变换器。
2.1.2 buck电路的特点
Buck电路只能实现降压，所以在任何时候，输出电压只能比输入电压低。由于电路中没有变压器，所以输入和输出之间没有隔离。Buck电路的输出只有一路，不能用于多路输出。buck电路即可以工作于电流连续状态，又可以工作于电流断续状态。
Buck变换器开关的门极驱动很麻烦，但是buck电路简单，所以成本比较低，而且buck变换器能把一个正的输入变换成一个负的输出。
4.2.1光照采集
如图4-1-1所示为光照采集模块的系统流程图。此模块通过负温度系数光敏电阻采集光照强度经过一系列的处理后将外界的光信号转换为电信号，输入给单片机。当黑夜时，光照强度减弱，则输出的是高电平。白天光照强度强时，输出为低电平。但是如果光敏电阻未接入电路或者已经损坏，此时输出的是高电平。 查看完整请+Q:351916072获取
本文对降压型DCDC稳压器进行了一定的研究，设计了一款电流环路控制模式的降压稳压器，电流控制模式提供快速的瞬态响应和良好的环路稳定性，低工作电源电流使效率进一步提高，尤其在较低的输出电流的条件下。关断状态时，静态电流更小，并提供了完全的每周期电流控制。 M000102
关键词：电流模式 降压 DCDC
The Research Of Buck DCDC Regulator
ABSTRACT：Recently，the size of the market of power management IC is growing quickly due to the great output of portable computers、smart phones and tablet computers. Nowadays，everyone is supposed to save energy and sustainable development is also advocated .So ,it is extremely meaningful to study switching power supply with advantage of low cost and high efficiency. Small size and light weight makes switching power supply more and more popular in mobile internet waves.
The paper researches step-down switching regulator and designs a current mode switching regulator .current mode control provides fast transient response and excellent loop stability. Low operating supply current improves efficiency , especially at lower output currents. Quiescent current will be smaller in shutdown. It also provides full cycle-by-cycle current control.
Key Word: current mode ; BUCK ; DCDC
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1.引言 1
1.1开关电源的发展背景及意义 1
1.2开关电源的现状及发展趋势 1
1.3电源的分类 2
1.3.1线性稳压器（LDO） 2
1.3.2电容式开关电源（Charge Pump） 2
1.3.3电感式开关电源 3
1.4论文主要研究内容及结构安排 3
2.DCDC开关电源的工作原理 4
2.1 buck型开关稳压器 4
2.1.1 buck电路的工作原理 4
2.1.2 buck电路的特点 5
2.2 boost型开关稳压器 5
2.2.1 Boost电路的工作原理 5
2.2.2 boost电路特点： 6
2.3 buck-boost型开关稳压器 6
2.3.1 buck-boost电路的工作原理 6
3.芯片内部模块电路的设计与仿真 7
3.1带隙基准电压源 7
3.2线性稳压源 8
3.3比较器 9
3.4误差放大器 10
3.5振荡器 10
3.6逻辑电路 11
3.7驱动电路 13
4.芯片系统原理 14
4.1芯片原理 14
4.2应用电路 14
5.总结与展望 16
参考文献 17
致谢 18
2.DCDC开关电源的工作原理
本章节介绍了几种常见的开关电源电路拓扑结构，有BUCK型、BOOST型和BUCK-BOOST型电路，分析了这几种拓扑结构的开关电源的工作原理。
2.1 Buck型开关稳压器
图2.1 buck型开关稳压器原理图
2.1.1 buck电路的工作原理
Buck电路即为降压斩波电路。控制脉冲使开关管Q导通之后，电容C开始充电，输出电压Vout加到负载RL两端，在电容C充电过程中，电感L内的电流逐渐增加，储存的磁场能量也逐渐增加。此时续流二极管D因反向偏置而截止。经过Ton时间以后，控制信号使三极管Q1截止，电感L中的电流减小，L中储存的磁场能量便通过续流二极管D传递给负载。当负载电压低于电容C两端的电压时，C便向负载放电。经过Toff时间后，控制脉冲又使Q1导通，上述过程重复发生。
电感上电压电流与时间的关系式为： ， (公式2-1)
可转化为 ， (公式2-2)
开关闭合时：。 (公式2-3)
开关断开时：。 (公式2-4)
， (公式2-5)
忽略二极管压降作近似运算，可得Vout=Vin*D。 (公式2-6)
其中D为开关占空比，T为开关周期，VIN为输入电压，Vout为输出电压，VD为二极管压降。
输出电压Vout与开关管的占空比D成正比，所以通过改变开关管的占空比可以控制输出平均电压的大小。由于占空比D总是小于1，所以Vout总是小于Vin，所以这样的电路称为降压电路，即buck变换器。
2.1.2 buck电路的特点
Buck电路只能实现降压，所以在任何时候，输出电压只能比输入电压低。由于电路中没有变压器，所以输入和输出之间没有隔离。Buck电路的输出只有一路，不能用于多路输出。buck电路即可以工作于电流连续状态，又可以工作于电流断续状态。
Buck变换器开关的门极驱动很麻烦，但是buck电路简单，所以成本比较低，而且buck变换器能把一个正的输入变换成一个负的输出。
4.2.1光照采集
如图4-1-1所示为光照采集模块的系统流程图。此模块通过负温度系数光敏电阻采集光照强度经过一系列的处理后将外界的光信号转换为电信号，输入给单片机。当黑夜时，光照强度减弱，则输出的是高电平。白天光照强度强时，输出为低电平。但是如果光敏电阻未接入电路或者已经损坏，此时输出的是高电平。 查看完整请+Q:351916072获取
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