Abstract
With the growing utilization of portable device and the rapid process for computer, communication constantly actuates the development of the technique of switching power supply. The rearch of DC-DC converter rved as the core of SMPS, are becoming a hot-spot currently. The technology of DC-DC converter integrates veral techniques including theory on the DC-DC converter, Integrated Circuit (IC) design, power miconductor device technology and so on.
Firstly, bad on the system architecture, the principle and key technology of DC-DC converter are introduced and analyzed. Pul-width modulation (PWM), pul-frequency modulation (PFM) and PWM-PFM modulation are introduced in detail afterwards. On the basis of the comparison of control methods, this paper give an improved current-mode control method by adding multi-feedforward.
Bad on the in-deep study of the interrelated technique of the DC-DC SEPIC converters, this thesis prents a design scheme of the switching regulator of current-mode PWM SEPIC converters operating. The project takes advantage of the control scheme of current mode PWM with multi-feed-forward. According to the demands of application, a specification is put forward and the working principles of the converter are also explained. Considering the key factors of the circuit design, the stru
cture of the converter is defined, and then the design procedure of relevant primary functional blocks are prented, with the simulation by Hspice. Lastly, a typical application of circuit is introduced.
According to the result of the overall chip simulation, the respon speed of the improved converter has incread significantly.
Keywords: Switching Power Supply SEPIC Controller FeedForward Control Current-mode Pul Width Modulation Pul Width Modulation Comparator
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摘要 ............................................................................................................. (I) Abstract ........................................................................................................... (II) 1 绪论
1998世界杯主题曲1.1 课题的背景和研究意义 (1)
1.2 DC-DC变换器的建模方法和控制方法 (3)
1.3 论文的研究内容和安排 (5)
2 SEPIC变换器原理及其建模方法
2.1 SEPIC变换器的工作原理分析 (8)
2.2 SEPIC变换器建模方法 (13)
2.3 SEPIC变换器的小信号模型 (15)
3 SEPIC变换器控制方法的改进
上海新东方托福3.1 PWM控制方法的分析比较 (18)
3.2 电流型PWM控制方法的改进 (22)
4 改进的SEPIC变换器的实现
4.1 系统结构定义 (28)
4.2 系统主要模块电路设计 (31)
5 仿真和验证
5.1 典型应用电路 (50)
xoe
5.2 外部元件选择 (51)
测寿命5.3 全局性能仿真和分析 (54)
pm36 总结 (57)
致谢 (59)
参考文献 (60)
附录1 攻读硕士期间发表的论文 (63)
1绪论
1.1课题的背景和研究意义
随着电子技术的高速发展，便携式设备如手机、PDAs、MP4、笔记本电脑等的功能越来越丰富，多媒体、高速数据访问、视频会议、数据流等技术正在被投入应用，为了延长这些设备中蓄电池的工作时间，许多国家的专家都在致力于对其电源管理技术进行深入研究，取得了许多重大成果。
目前，电源管理技术已成为便携式电子产品中必不可少的技术。正是由于采用了先进的电源管理技术，
英语国际音标发音视频便携式电子产品才得以广泛应用。如果不采用完善先进的电源管理技术，手机的通话时间可能只有几分钟，笔记本电脑中蓄电池的工作时间也会大大缩短。反之，便携式电子产品的迅速增长也促进了电源管理技术的极大发展。在便携式电子产品中，迫切需要为其提供能量的电源具有更小体积（高功率密度）、高可靠、高效率和更低的成本[1]。显然，传统的线性电源系统无论从体积、效率、性能以及可靠性等各方面均已无法适应要求。目前，世界各国正在大力研制开发便携式应用的新型低压开关电源，它具有体积小、重量轻、损耗小、效率高、应用范围广等特点，正逐渐取代传统的线性电源，成为电子设备电源中的主流产品。
从便携式应用的电源管理技术的发展趋势来看，需要考虑以下两个问题：
1．便携式电子产品日趋小巧轻薄化，必须考虑电源系统体积小、重量轻、效率高的问题；
便携式电子产品的主要特点是体积小、重量轻。为了与此相适应，与之配套的电源管理部分必须做到高功率密度、高效率。所以，在便携式电子产品中普遍采用高性能的低压DC-DC变换器，将输入电源电压变换为各部分电路所需的电压。目前低压DC-DC变换器的功率密度非常高[2]，效率也可达90%以上。为了减少开关噪声，便携式电子产品中也常常采用超低压差线性稳压器，目前这类稳压器的输入输出电压差可达到70 mV左右。
2．电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗，突破散热瓶颈，延长电池寿
命。
便携式电子产品对电源提出了新的要求。如为了延长电池的供电时间，除了提高
电源的效率外，还必须降低待机功耗；为了改善便携式电子产品性能，除了提高电源的稳压精度外，还必须降低电源的噪声[3,4]。
新一代便携式电源管理器件必须具有时序控制、占空比控制、故障保护、待机降耗等功能，以便使电源管理芯片具有更高的效率、更大的功率密度、更高的可靠性和更低的成本[5]。
在许多便携式的设备中，都是采用锂电池对3 V 或者3.3 V 的电路供电。锂电池电压范围约为4.2 V(充满电时)到2.7 V(放电结束)，在一定温度和放电速率下的放电曲线如图1-1所示。
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图1-1 在一定温度和放电速率下的锂电池的放电曲线 很显然，要想锂电池输出一个恒定的电压值，同时延长使用寿命，必须采用一种既能升压又能降压的变换器。对于这样的应用，SEPIC （Single-ended Primary Inductance Converter ）变换器无疑是一种很好的选择。虽然SEPIC 电路比BUCK 或者BOOST 变换器需要更多的外围器件，但是它具有较宽的输入范围，能够在较少的电池供电的情况下工作，而且SEPIC 变换器中额外的器件花费可以通过节省电池得到补偿。
SEPIC 变换器的优缺点：
优点：
1. SEPIC 稳压器的拓扑结构具有升压/降压能力，而且输入输出电压极性不反相。
2. 输入至输出采用电容隔离，因此在开关短路时可以有效保护负载或电池。
3. 与降压稳压器的脉冲式输入电流相比，从电源汲取的输入电流是连续的（平
滑的）。
