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电源及电源管理芯片是便携式电子设备必不可少的组件,它为设备的各子系统电路提供稳定的电源电压。随着片上系统技术等高速发展,更多的电路集成在一个芯片上,因此要求电源有大电流及低压输出能力。在大电流输出的应用场合,广泛采用的传统电阻采样方式极大的限制了电源系统的转换效率。本文设计了一种采用新型无损电流采样的峰值电流控制模式同步整流BUCK DC-DC控制器芯片。控制器采用最大采样阈值可配置的电感直流电阻(Direct Current Resistor,DCR)采样方式采样电感峰值电流,该采用方式能有效地提高变换器的效率。可配置的最大采样阈值分别为30 mV、50 mV及75 mV,使得采样方式的选择可在精度、成本及效率之间折衷;本设计的无损DCR电流采样电路减小了环路节点及其简单的电路结构,使得系统瞬态响应速度加快,并且相比传统的电阻采样方式提高转换效率数个百分点;温度补偿电路补偿因为电感温度升高而引起的最大负载能力下降问题;控制器采用差分远端采样技术提高低压、大电流应用条件下的输出电压调制精度。论文首先介绍了开关电源管理芯片的研究背景及研究意义,并介绍了开关电源管理芯片的国内外研究现状及发展趋势;然后深入研究及分析了BUCK DC-DC变换器的基本工作原理及低压、大电流应用场合下的导通损耗;其次设计与分析了本设计的变换器系统,重点分析了常用的电感电流采样方法及本文设计的新型无损电流采样方法;接着设计与分析了控制器系统中的基础及关键模块的实现电路并给出各模块电路仿真验证参数;最后介绍了控制器系统仿真验证的拓扑,并在此基础上对控制器系统的部分重要参数、功能作仿真分析及验证。系统仿真结果表明,本文设计的控制器工作正常,关键功能及参数符合预期的设计要求。无损DCR采样功能及差分远端采样功能正常工作,系统有良好的线性、负载瞬态响应及较高的电源转换效率,且比传统电阻采样方式的转换效率高数个百分点。