1. 研究目的与意义
近年来,随着电子技术的高速发展,对电源管理模块性能提出了更高的要求,如要求电源输出纹波小、效率高、噪声小、可以适应负载的快速变化等。直流-直流电压变换电路通常又称为dc-dc电路,其可以实现直流电压的高效率变换,是一种主流的电源管理电路,在各种电子设备的电源管理电路中有着广泛的应用,如移动电话、家用电器等。
开关结构的dc-dc电路一般有主电路与控制电路两部分组成,根据电压变换关系主电路有降压结构、升压结构、降压升压结构等;通过控制主电路中开关的导通时间可以实现不同的电压变换比;控制电路产生开关控制信号,好的控制环路可以保证开关电路工作具有好的瞬态性能与稳定性。根据开关控制信号的产生方式,控制环路可以分为电压模控制与电流模控制,电压模控制环路中开关控制信号是基于对于输出电压采样而产生,电流模控制环路中开关控制信号是基于对于电感电流采样而产生。
ltspice是集成电路仿真分析软件其中之一,是一个可视化的图形输入电路仿真软件,为简化开关稳压器的仿真提供了改进和模型。它可以通过揭示所要设计电路的波形,让设计者很快抓住电路的含义,并且能在实际连接之前考察所有电路的参数。
2. 研究内容和预期目标
本次毕业设计将对于一种电流模降压变换电路进行设计和仿真。主要工作内容包括:
1.理解降压变换电路的工作原理,如开关导通与开关断开期间电路中各个元件的电压电路波形的变化,dcm模式与ccm模式的特点,影响纹波电压的因素等;
2.理解控制环路的小信号模型与控制环路的补偿原理,掌握补偿电路的设计方法。
3. 研究的方法与步骤
1.阅读资料,有关电路原理,包括理解降压变换电路原理,电压模控制环路与电流模控制环路特点,降压电路的小信号模型,补偿环路的构建。
2.熟悉ltspice仿真软件,掌握各种仿真类型以及仿真条件的设置,仿真结果的后处理。
3.在ltspice中实现小信号模型子电路,电流模控制环路子电路,并且进行仿真验证。
4. 参考文献
[1] christophe p.basso. switchmode power supplies: spice simulations and practical designs. mcgraw-hilleducation and publishing house of electronics industry.
[2] 何乐年 王忆 模拟集成电路设计与仿真 科学出版社
[3] 洪志良 模拟集成电路分析与设计(第二版) 科学出版设
5. 计划与进度安排
1. 2.20-3.20阅读有关文献,理解电路原理;熟悉软件工具,掌握仿真方法;完成开题报告。
2. 3.21-3.31 对于buck电路功率传输电路进行仿真分析,结合有关电路理论加深对于电路工作原理的理解,如输出纹波与电路元件数值的关系,ccm与dcm工作模式中电路中主要元件的电压电流波形特点。
3.4.1-4.10 对于电流模buck电路小信号模型进行仿真,分析其环路特性。
