【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。便攜式電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。因?yàn)殚_關(guān)電源具有體積。成為電源芯片中的主流產(chǎn)品。本文首先概述了現(xiàn)有開關(guān)電源設(shè)計(jì)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)，接著介紹了BUCK變換器的電路。結(jié)構(gòu)、工作原理及控制原理。性能特點(diǎn)及其經(jīng)典電路圖，然后利用LTSPICE進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。第二章同步整流BUCK變換器原理.........

　　

【正文】 P A R A T O RV O L T A G E L I M I T I N G C O M P A R A T O RQSRR 2R 1VO U TVF BVR E F 1_+B A N D G A PV O L T A G ER E F E R E N C E_+VR E F 2M I N S H O TM A X S H O TVI NVORLR E C T I F I E RM O S F E TLS W I T C H M O S F E TD R I V E RL O G I CC 圖 電流型 PFM模式 BUCK變換器原理圖 PFM 模式的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍很寬， 在輸出電壓較高時(shí)，其工作頻率會(huì)自動(dòng)改變。在負(fù)載較輕或者空載情況下， PFM 模式的芯片功耗較低，效率較高。它的輸出電壓精度主要取決于內(nèi)部電壓比較器的精度和參考電壓的精度。 第三章 降壓型開關(guān)電源 芯片 的 仿真 研究 開關(guān)電源以其諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。 LTSPICE 是 LT 公司推出的功能強(qiáng)大的開關(guān)電源設(shè)計(jì)及仿真軟件 ，本章介紹 基于 LTSPICE Ⅳ 對(duì) 電源主控芯片 LTC3854 進(jìn)行的仿真研究 。 LTC3854 特點(diǎn)及典型應(yīng)用電路 電源主控芯片 LTC3854 為凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation)推出的纖巧 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 19 2mm3mm DFN12 封裝、寬輸入電壓范圍同步降壓型開關(guān) DC/DC 控制器，該器件能驅(qū)動(dòng)所有 N溝道功率 MOSFET 級(jí)。 4 V至 38 V的輸入范圍滿足多種應(yīng)用需求，包括大多數(shù)中間總線電壓和電池化學(xué)組成。強(qiáng)大的片上 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器使大功率外部 MOSFET能夠用范圍為 V至 V的輸出電壓產(chǎn)生高達(dá) 20 A 的輸出電流。這使 LTC3854 非常適用于數(shù)據(jù)通信、電信、工業(yè)、汽車、醫(yī)療和多功能打印機(jī)應(yīng)用中的負(fù)載點(diǎn)調(diào)節(jié)需求。恒定頻率電流模式架構(gòu)提供固定的 400 KHz 工作頻率。 LTC3854 具有一個(gè)片上 5 V 穩(wěn)壓器，從而無需獨(dú)立的偏置電壓為該芯片供電。OPTILOOP174。補(bǔ)償允許瞬態(tài)響應(yīng)在寬輸出電容和 ESR 值范圍內(nèi)得到優(yōu)化，包括全陶瓷電容器設(shè)計(jì)。輸出電流檢測(cè)測(cè)量輸出電感器 (DCR)或一個(gè)可選檢測(cè)電阻兩端的壓降。在短路和過載情況下，電流折返限制了 MOSFET 熱耗散。此外， LTC3854 具有可調(diào)軟啟動(dòng)，以控制接通時(shí)間并控制浪涌電流。可選連續(xù)或斷續(xù)電感器電流模式可用來安全地為預(yù)偏置負(fù)載供電。防貫通保護(hù)防止功率 MOSFET 中的貫通電流。 LTC3854 以高達(dá) 96%的占空比工作，具有非常低的壓差電壓，以延長(zhǎng)電池供電應(yīng)用的運(yùn)行時(shí)間。 LTC3854 具有一個(gè)精確的 V基準(zhǔn)，在 40 186。C 至 85 186。C 的工作溫度范圍內(nèi)具有 177。1 %的準(zhǔn)確度。 LTC3854 典型應(yīng)用電路 如圖 所示 。 圖 LTC3854典型應(yīng)用電路 仿真及結(jié)果分析 設(shè)置仿真參數(shù)： VIN=5 V,L1=6 μH,負(fù)載電阻 RL= Ω， C1=660μF，開關(guān)管采用 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 20 RJK0305DPB N 型功率 MOSFET，整流管采用 RJK0301DPB N 型功率 MOSFET，工作頻率為 400 KHz，仿真時(shí)間為 6ms，對(duì)圖 中典型電路進(jìn)行仿真， 得到 輸出電壓UOUT= V， Q1控制 信號(hào)占空比為 20 %，如圖 所示。比較圖 中 輸入電壓與輸出電壓值關(guān)系 ， 得到 IVV ? ， 滿足 O INV D V??。 （ a） 輸出電壓 UOUT波形 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 21 （ b） Q1控制信號(hào)波形 圖 輸出電壓與 Q1控制信號(hào)波形 保持 仿真參數(shù)不變 ， 觀測(cè)電感電流 、 負(fù)載電流及 Q1 控制信號(hào)波形， 波形結(jié)果 如圖 所示。圖 中方波為 Q1 開關(guān)控制信號(hào)波形；三角波為 電感電流 波形。從圖 中可以看出， Q1 導(dǎo)通時(shí)，輸入電源向電感充入電流； Q1 關(guān)斷時(shí)，電感中的能量轉(zhuǎn)換輸出。并 且 ， 輸出電流與電感電流 值 滿足 ()O L avgII? 的關(guān)系。 圖 電感電流、 負(fù)載電流 及 Q1控制信號(hào) 波形圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 22 第四章 結(jié)語(yǔ) 近年來， DC/DC 開關(guān)變換器以其轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、功率密度比大、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。開關(guān)變換器的總體發(fā)展趨勢(shì)為 ：高效率、低壓大電流、智能化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化工作等。本文研究了 BUCK 型 DC/DC 變換器的 主電路結(jié)構(gòu)及 工作原理，分析了其 穩(wěn)態(tài)及 主要控制模式 ， 并對(duì) LTC3854 芯片進(jìn)行了仿真 驗(yàn)證 。 通過本次課題的研究與實(shí)踐，使我得到了進(jìn)一步的鍛煉，加深了開關(guān)電源方面的知識(shí)。由于本人水平及經(jīng)驗(yàn)的限制，本次設(shè)計(jì)還有很多不到位的地方，值得我 在今后的學(xué)習(xí)研究中去完善，主要有以下幾個(gè)方面： 研究 DC/DC 變換器 的其它 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并將各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)做比較。 針對(duì)小功率模塊在高開關(guān)頻率工作條件下如何降低開關(guān)損耗、提高效率的問題進(jìn)行研究 ， 并 獨(dú)立設(shè)計(jì)同步整流 BUCK 變換器芯片。 進(jìn)一步提高 LTspice 軟件的應(yīng)用水平，為仿真與設(shè)計(jì)更多電源芯片打下良好的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 23 參 考 文 獻(xiàn) [1] 何宏 , 魏克新 , 王紅軍 , 等 . 開關(guān)電源電磁兼容性 [M]. 第 1 版， 北京 : 國(guó)防工業(yè)出版社 , 2020. [2] 丘濤文 . 開關(guān)電源的發(fā)展及 技術(shù)趨勢(shì) [J]. 電力標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì) ， 2020， 17（ 6）： 5860. [3] T. Regan. Low dropout linear regulators improve automotive and batterypowered systems[M]. Nurnberg: Power conversion and Intelligent Motion, 1990. 65. [4] 閆永亮 . 淺論開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) [J]. 中國(guó)科技信息 ， 2020， 21（ 16）： 137. [5] 張占松 , 蔡宜三 . 開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì) [M]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. [6] Zhihua Yang, S. Ye and . Liu, “A new dual channel resonant gate drive circuit for synchronous rectifiers[C],”. IEEE APEC, 2020: pp. 756762. [7] 王增福 , 李昶 , 魏永明 , 等 . 電力電子軟開關(guān)技術(shù)及實(shí)用電路 [M]. 第 1版， 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. [8] 沙占 友，王彥朋，于鵬 . 同步整流技術(shù)及其在 DC／ DC 變換器中的應(yīng)用 [R]. 河北科技大學(xué)電子工程技術(shù)報(bào)告 050054， 河北 ： 河北科技大學(xué) ， 2020. [9] 黃祺壬 . 混合線性與切換控制之電壓調(diào)變模組控制器設(shè)計(jì) [D]. 臺(tái)灣：中山大學(xué)， 2020. [10] 梁小國(guó) , 危建 , 阮新波，等 . 48V輸入電壓調(diào)節(jié)模塊的現(xiàn)狀及未來 [J]. 電力電子技術(shù) ， 2020， 37（ 2）：8990. [11] M. Ye, P. Xu, B. Yang, F. C. 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PFM 光發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì) [D]. 四川 ： 電子科技大學(xué) ， 2020. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 24 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 可以 圓滿的完成 ， 要感謝 XX 老師所給予的指導(dǎo)，感謝 他幫助我在專業(yè)知識(shí)方面取得進(jìn)步。 感謝大學(xué)期間教導(dǎo)過我的 各位老師 ，你們不僅教授我 專業(yè)知識(shí) ，還教會(huì)我做人與做事的方法 。 感謝班上的同學(xué)們， 大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中我們 相互支持，相互鼓勵(lì) ， 共同完成 了 學(xué)業(yè)。 感謝 父母的養(yǎng)育之恩，你們的支持是促使我前進(jìn)的動(dòng)力。 感謝 所有曾經(jīng)給予 我 熱情幫助的人！