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重庆大学本科学生毕业设计（论文）DCDC升压变换器芯片的误差放大电路与振荡电路模块设计学生：马娟学号：********指导教师：***专业：电子科学与技术重庆大学光电工程学院二O一一年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityDesign of Error Amplifier and Oscillation circuit for DCDC Boost Converter ChipUndergraduate: Ma JuanSupervisor: Prof. Yu HuaMajor: Electronic Science and TechnologyCollege of Optoelectronic EngineeringChongqing UniversityJune 2011摘要随着无线网络通讯技术的快速发展，DCDC变换器在远程操控和数字通讯领域也有着广泛的应用，因而DCDC变换器技术也得到了更多的要求。
而高频率、高功率密度、小尺寸、反应迅速、高可靠性和多元化成为了DCDC变换器的发展趋势。
本文主要对固定频率DCDC变换器的两个核心电路模块误差放大器和振荡电路进行分析和设计。
该误差放大器的共模输入电压为 1.0V～2.6V，而开环增益达到80dB，相位裕度为60°，单位增益带宽达到2MHz。
振荡电路的输入电压为4V～6V,要求产生矩形脉冲和三角波信号，其频率为1.0MHz。
本文首先介绍了DCDC变换器的四种拓扑结构：Buck变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器和Cuk变换器，然后详细阐述了本次设计的DCDC升压变换器的误差放大器和振荡电路模块的基本原理和架构。
误差放大器包括差分放大电路，恒定跨到电路，共源共栅电路和频率补偿电路，而振荡电路主要包括RC环形多谐振荡器，方波产生电路和三角波产生电路。
电路采用2.0µm CMOS工艺参数模型进行设计，采用ORCAD软件对电路进行设计仿真，并确定各个器件的参数，以达到性能指标，然后采用Tanner Tools v13.1版图软件进行版图设计和后仿真。
DCDC升压稳压变换器设计DC-DC升压稳压变换器是一种常见的电源变换器，用于将低压直流电源（如电池）的电压升高为所需的高压输出。
本文将介绍DC-DC升压稳压变换器的设计原理、组成部分及其工作原理，并进行详细的分析和说明。
DC-DC升压稳压变换器设计的主要目标是将输入直流电压升压到所需的输出电压，同时保持输出电压稳定且具有良好的电流调整性能。
为了实现这一目标，设计者需要考虑以下几个方面：1.输入输出电压和电流：首先确定所需输出电压和电流的数值。
根据要求选择相应的元件和电路拓扑结构。
2. 拓扑结构选择：常见的DC-DC升压稳压变换器拓扑结构有Boost、Flyback和SEPIC等。
选择适合的拓扑结构需要考虑功率转换效率、元件数量和输入输出电流等因素。
3.元件参数选择：选择合适的功率开关管、电感、电容和二极管等元件参数。
元件的选择需考虑其工作频率、电流承受能力和输出纹波等因素。
4.控制电路设计：设计合适的开关控制电路，能够实现稳定的输出电压。
常用的控制电路有单片机控制、模拟控制和PWM控制等。
采用合适的控制方法可以保持输出电压的稳定性和动态响应性。
5.保护电路设计：为了保护DC-DC升压稳压变换器和被供电设备的安全，需要考虑过压、过流和短路保护等电路设计。
这些保护电路可以提高系统的可靠性和安全性。
在进行具体的设计时，首先需要确定输出电压和电流的数值要求，并进一步计算电路参数。
然后选择合适的拓扑结构和元件，并设计出合适的控制电路和保护电路。
接下来进行电路仿真和实验验证，对设计结果进行验证和调整，确保电路性能和稳定性。
最后对整个设计过程进行总结和文档记录。
综上所述，DC-DC升压稳压变换器设计是一个复杂而关键的过程，需要考虑多个因素并进行系统性的设计和调试。
通过合理设计和优化，可以得到稳定性好、效率高且尺寸小巧的DC-DC升压稳压变换器。
这些变换器可以广泛应用于各种电子设备和系统中，如移动电源、电动车充电器和太阳能系统等。
dcdc 原理DC-DC转换器原理一、什么是DC-DC转换器？DC-DC转换器是一种电子元件，其作用是将直流电压（如12V）转换为另一种直流电压（如5V）。
它被广泛应用于各种电子设备中，例如手机、笔记本电脑、汽车电子设备等。
其中最常见的两种类型为降压型（Buck）和升压型（Boost），分别可以将输入电压降低或提高到所需的输出电压。
二、为什么需要DC-DC转换器？在许多电子设备中，需要使用不同的工作电压。
例如，在手机中，CPU需要3.3V的供应电压，但通信模块需要2.8V的供应电压。
如果使用一个固定的输入电源来提供所有这些不同的工作电压，那么这个输入电源必须能够提供最高工作电压，并且会浪费很多能量。
因此，使用一个可调节输出的 DC-DC转换器可以更有效地利用能量，并且使得整个系统更加灵活。
三、降压型（Buck） DC-DC转换器原理1. 基本原理降压型 DC-DC 转换器通过周期性切断输入直流源来实现输出电压的降低。
转换器包括一个开关管、一个输出电感和一个输出电容。
当开关管导通时，输入直流源的电能被存储在电感中。
当开关管关闭时，电感中的磁场会产生反向电势，将存储的能量传递给输出负载。
2. 工作原理在降压型 DC-DC 转换器中，开关管周期性地切换导通和断开状态。
当开关管导通时，输入直流源的正极连接到输出负载，并且输出电容开始充电。
在这个阶段，输入直流源通过开关管向输出负载提供能量。
当开关管关闭时，输入直流源断开与输出负载的连接，并且反向电势在输出端产生。
此时，输出电容将释放其存储的能量，并向负载提供所需的能量。
这个过程一直重复进行，在每个周期内，输出端都会得到一定数量的能量。
3. 具体实现降压型 DC-DC 转换器通常由以下几个部分组成：（1）PWM控制器：用于控制开关管的导通和断开状态。
（2）MOSFET（或IGBT）：用于实现开关功能。
（3）输入滤波器：用于消除输入信号中的高频噪声。
（4）输出电感：用于存储和传递能量。
DC-DC升压变换器模块分类及型号（GRB12150D-2W）模块电源的分类按现代电力电子技术的应用领域,模块电源的分类如下：①绿色电源。
高速发展的计算机技术带领人类进入信息社会,同时也促进模块电源技术的迅速发展。
20世纪80年代,计算机全面采用开关电源,率先完成计算机的电源换代。
接着,开关电源技术相继进入电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色计算机和绿色电源绿色计算机泛指对环境无害的个人计算机和相关产品。
绿色电源系指与绿色计算机相关的高效清洁电源。
根据美国环境保护署1992年6月17日“能源之星”计划的规定,桌上型个人计算机或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30W,就符合绿色计算机要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。
就效率为75%的200W开关电源而言,电源自身要消耗50W的能源。
②高频开关电源。
通信业的迅速发展极大推动了通信电源的发展,高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。
在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流/直流(DC/DC)变换器称为二次电源。
一次电源的作用是将单相或三相交流电变换成标称值为48V的直流电源。
目前,在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称开关型整流器SMR)主开关(MOSFET或IGBT)的开关频率一般控制在50~100kHz范围内,可实现高效率和小型化。
近几年,开关整流器的功率容量不断扩大单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,因此在通信供电系统中采用高功率密度的高频DCDC隔离模块电源,将中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,即可大大减少损耗、方便维护,且安装、增加非常方便,一般都可直接安装在标准控制板上。
对二次电源的要求是高功率密度,因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
关于DCDC变换器的工作原理在DC-DC变换器中，电感储能是实现能量传输和电压转换的关键。
电感器具有存储能量的特性，当电流通过电感时，磁场会储存能量。
根据电感贮能特性，输入电流增加时，电感的磁场能量也会增加；输出电流减少时，电感的磁场能量会被释放。
通过合理的控制和运用电感贮能，可以实现电流和电压的转换。
另一个关键组成部分是开关器件，通常使用场效应管或双极性晶体管实现。
开关器件具有低电阻和高电阻的特点，可以在高频率下进行开关操作。
在DC-DC变换器中，开关器件用于控制电流流向的路径，实现电能的转换。
当开关器件处于导通状态时，电流通过从输入到输出；当开关器件处于断开状态时，则通过电感器的自感透过二极管形成环流，使电荷从电感器到输出端。
DC-DC变换器基本分为两种类型：降压转换器也称为Buck变换器和升压转换器也称为Boost变换器。
下面将分别介绍两种类型的工作原理。
降压转换器（Buck变换器）通过使输入电压向下转换以获得较低的输出电压。
它使用一个电感器和一个开关器件（通常是MOSFET）来控制能量流动。
当开关器件导通时，电感器储存能量；当开关器件断开时，电感器释放储存的能量。
通过控制开关时间和频率，可以实现较高的电压转换效率。
升压转换器（Boost变换器）则将输入电压转换为较高的输出电压。
它也使用一个电感器和一个开关器件（通常是MOSFET），但操作方式与降压转换器相反。
当开关器件导通时，电感器储存能量；当开关器件断开时，电感器释放储存的能量，并使得电荷向输出电容器充电。
通过控制开关时间和频率，可以实现较高的电压升级效率。
此外，还有一种常用的DC-DC变换器类型是两种类型的结合，称为Buck-Boost变换器。
Buck-Boost变换器可以实现输入电压向上或向下转换，它结合了降压和升压转换器的特点。
总之，DC-DC变换器是一种非常重要的电子器件，能够实现不同电压级别之间的电能转换。
通过合理的控制和运用电感储能和开关器件的特性，DC-DC变换器可以实现高效的电能转换，为各种电子设备的工作提供所需的电压。
dcdc 变换器的简单介绍
dcdc 变换也称直流-直流变换，dcdc 转换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式，Ts 不变，改变ton(通用)，二是频率调制。
下面小编就dcdc 变换器的工作原理、技术要求以及工作模式来介绍简单dcdc 变换器。
工作原理
dcdc 变换器是将直流电先逆变(升压或降压)成交流电，然后再整流变换成另一种直流电压的直流变换装置。
常用的直流—直流变换设备一般是由直流—直流变换模块、监控模块以及与之配套的用户接口板和直流配电单元等组成的一个完整的电源系统。
系统中多个直流—直流变换模块并联均分负荷运行，将−48V直流电压变换成−24V(或+12V、+5V)直流电压，再经输出分路保险向负载输出;监控模块负责对变换器模块及整个系统的工作状态及性能进行监控，并通过RS232 通信口纳入上一级监控系统。
变换器模块负责将−48V直流电压转换为−24V直流电压，由功率电路和控制电路两大部分组成。
功率电路实现从直流输入到直流输出的变换;控制电路提供功率变换所需的一切控制信号，包括反馈回路、直流信号处理、模拟量和开关量的处理电路等。
功率电路上主要包括直流输入滤波电路、直流—直流变换电路、直流输出滤波电路及辅助电源的部分。
直流输入滤波电路包含有防浪涌器件、差模、共模滤波器等。
遇有雷击或其他高压浪涌时，压敏电阻和瞬态电压抑制器可保护变换器免受冲击。
差模滤波器和共模滤波器可有效抑制模块内部产生的高频噪声，同时也使来自直流输入电源的干扰不会影响模块的正常工作。
直流—直流变换电路主要包括变换电路和整流输出电路，是整个变换模块的重要组成部分。
电感型升压DCDC转换器的工作过程和工作原理详细说明很多电子工程师都会接触到各种各样的电路，根据不同的要求来设计不同的电路，那么很多时候也会接触到DC-DC电路，那么你知道怎么设计吗？那就让我带领大家来学习一下吧。
DC-DC转换器分为三类：Boost升压型DC-DC转换器、BUCK降压型DC-DC转换器以及Boost-BUCK升降压型DC-DC转换器三种，如果电路低压采用DC-DC转换电路，应该是Boost升压型DC-DC转换电路，并且输入电压、输出电压都是直流电压，而且输入电压比输出电压低，基本拓扑结构如图对于刚刚开始接触和学习电路设计的新人来说，扎实的了解和掌握DC-DC变换器的运行情况，是非常有必要的。
在平时的工作中，升压式DC-DC变换器作为一种比较常见的能量转换器，常常被应用在电力、光伏变电等系统中。
本文将会就该种DC-DC变换器的电路运行原理，进行简要的分析和介绍，希望能够对各位设计人员的工作有所帮助。
工作原理分为两个步骤：步骤一：开关管闭合（MOS管导通，相当于一根导线），这时输入的直流电压流过电感L。
二极管D1作用是防止电容C对地放电，同时起到续流作用。
由于输入的电压是直流电，因此电感上的电流以一定的比率线性的增加，这个比率跟电感因素有关，随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。
这里我们以基础的升压式DC-DC变换器作为对象进行分析，以便于大家理解。
在正常工作的前提下，该种转换器的工作电路主要由升压电路及电压调节电路两大部分组成，下面我们将会分别为设计研发人员进行这两大部分电路的工作运行情况介绍。
步骤二：，当开关管断开时候，由于电感的电流不能突变，也就是说流经电感L的电流不会马上变为零，而是缓慢的由充电完毕时的值变为零，这需要一个过程，而原来的电路回路已经断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容C2充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了，升压过程中，电容要足够大，这样在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流，这两个步骤不断重复，在输出两端就得到高于输入电压的电压。
