芯片設(shè)計(jì)是國家的項(xiàng)目，同時(shí)芯片設(shè)計(jì)也是我國擺脫進(jìn)口依賴與自主獨(dú)立的關(guān)鍵，銀聯(lián)寶電子帶你更進(jìn)一步了解開關(guān)電源控制芯片設(shè)計(jì)。

    一、芯片內(nèi)部模塊的設(shè)計(jì)

本目的是設(shè)計(jì)一個(gè)基于 PWM 控制的 boost 升壓式 DC－DC 電源轉(zhuǎn)換芯片，該芯片實(shí)現(xiàn)基于雙環(huán)（電壓環(huán)和電流環(huán)）一階控制系統(tǒng)的電流模式 PWM 控制電路， 在該集成模塊內(nèi)將包括控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、檢測(cè)電路等。后在電路系統(tǒng)基本框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)，采用采用 BiCMOS 工藝，具體針對(duì) DC－DC 變換電路的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。

系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)框圖和各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)思想，下面請(qǐng)?jiān)试S銀聯(lián)寶分別介紹系統(tǒng)各個(gè)功能模塊：

① 誤差放大電路 誤差是用于調(diào)整變換器的高增益差分放大器。放大器產(chǎn)生誤差信號(hào)，他被供給 PWM 比較器。當(dāng)輸出電壓樣本與內(nèi)部電壓基準(zhǔn)比較并放大差值時(shí)產(chǎn)生誤差信號(hào)。誤差放大器的 2 號(hào)腳 Vref 就是基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生的固定基準(zhǔn)。

② PWM 比較器 當(dāng)來自電流取樣信號(hào)，當(dāng)然是電感電流和振蕩器產(chǎn)生的補(bǔ)償諧波想加后的電流信號(hào)，超過誤差信號(hào)時(shí)，PWM 比較器翻轉(zhuǎn)，復(fù)位驅(qū)動(dòng)鎖存器斷開電源開關(guān)，以此來控制開關(guān)管的開通與關(guān)斷。

③ 振蕩器模塊 振蕩器電路提供一定頻率的時(shí)鐘信號(hào)，以設(shè)置變換器工作頻率，以及用于斜率補(bǔ)償?shù)亩〞r(shí)斜升波。時(shí)鐘波形為脈沖，而定時(shí)斜升波就是用于斜波補(bǔ)償?shù)?，在電感取樣端相加?/span>

④ 驅(qū)動(dòng)器鎖存器 鎖存器包括 RS 觸發(fā)器與相關(guān)邏輯，它通過接通和斷開驅(qū)動(dòng)電路來控制電源開關(guān)的狀態(tài)。來自鎖存器的低輸出電平把它斷開。正常工作方式下，在時(shí)鐘脈沖期間觸發(fā)器被置為高電平，當(dāng) PWM 比較器輸出變?yōu)楦唠娖綍r(shí)鎖存器復(fù)位。

⑤ 軟啟動(dòng)電路模塊 當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)剛啟動(dòng)時(shí)，電感產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊電流，軟啟動(dòng)讓系統(tǒng)開始時(shí)不能在全占空比下啟動(dòng)，使輸出電壓以受控的上升速率增加額定穩(wěn)壓點(diǎn)。設(shè)計(jì)思想是利用外接電容的充放電使得占空比慢慢提高，達(dá)到輸出穩(wěn)定的目的。

⑥ 電流采樣電路 提供斜率補(bǔ)償電流靈敏電壓給 PWM 比較器。

⑦ 保護(hù)電路模塊 監(jiān)視電源開關(guān)的電流，若該值超過額定峰值，則該電路作用，重新開始軟啟動(dòng)周期。

二、設(shè)計(jì)中要考慮的幾點(diǎn)細(xì)節(jié)問題

① 關(guān)于斜波補(bǔ)償

斜波補(bǔ)償是電流控制型開關(guān)變換器中存在的根本性問題。電流控制型就是將實(shí)際的電感電流和電壓外環(huán)設(shè)定的電流值分別接到 PWM 比較器的兩端進(jìn)行比較，用來控制開關(guān)管。下面分析斜波補(bǔ)償?shù)脑颉?/span>

其中 Ve 是電壓放大器輸出的電流設(shè)定值，ΔI0 是擾動(dòng)電流，m1，m2 分別是電感電流的上升沿及下降沿斜率。由圖可知，當(dāng)占空比小于 50％時(shí)擾動(dòng)電流引起的電流誤差ΔI l 變小了，而占空比大于 50％時(shí)擾動(dòng)電流引起的電流誤差ΔI l 變大了。所以尖峰電流模式控制在占空比大于 50％時(shí)，經(jīng)過一個(gè)周期會(huì)將擾動(dòng)信號(hào)擴(kuò)大，從而造成工作不穩(wěn)定，這時(shí)需給刪比較器加坡度補(bǔ)償以穩(wěn)定電路，加了坡度補(bǔ)償，即使占空比小于 50％，電路性能也能得到。因此斜坡補(bǔ)償能很好的增加電路穩(wěn)定性，使電感電流平均值不隨占空比變化，并減小峰值和平均值的誤差，斜坡補(bǔ)償還能抑制次諧波振蕩和振鈴電感電流。這里就不再詳細(xì)地說明，斜波補(bǔ)償方面要確定補(bǔ)償波形的斜率的精確大小，采用的方法就是建立系統(tǒng)模型，導(dǎo)出傳遞函數(shù)，計(jì)算出補(bǔ)償斜率的值。這是很關(guān)鍵的一步。

② 關(guān)于軟啟動(dòng)問題

DC／ DC 開關(guān)電源在啟動(dòng)過程中 ，容易產(chǎn)生浪涌電流 ，可能對(duì)電子系統(tǒng)產(chǎn)生損傷。為避免啟動(dòng)時(shí)輸入電流過大，輸出電壓過沖，在設(shè)計(jì)中采用軟啟動(dòng)電路，該方法的不足之處是 ，當(dāng)輸出電壓的閾值未達(dá)到時(shí) ，發(fā)生浪涌電流現(xiàn)象可能對(duì)電子系統(tǒng)造成損傷 ，而且在輸出電壓達(dá)到閾值之后 ，也可能因?yàn)榕既坏倪^流使得電源多次重新啟動(dòng)。因此應(yīng)采用基于周期到周期的電流限制門限來限制上電時(shí)的浪涌電流，并防止電源多次重新啟動(dòng)。

     綜上，就是銀聯(lián)寶為大家介紹的有關(guān)于開關(guān)電源控制芯片設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容，不知道此時(shí)面對(duì)電腦看向此文的你臉上是否綻放著一抹微笑，在此，銀聯(lián)寶真誠的祝愿你平安、幸福。