一种Buck-Boost开关电源环路补偿电路设计
2023年电子技术应用第5期
韩振宇1，张有涛2，李亚军2，张二中2
（1.南京电子器件研究所，江苏 南京 210016；2.南京国博电子股份有限公司，江苏 南京 211111）
摘要： 设计了一种用于Buck-Boost开关电源电压控制模式的环路补偿电路。该补偿电路是TYPEIII型补偿环路，分析了Buck-Boost开关电源功率级建模以及误差放大器补偿环路的电路设计，以此来确保开关电源的稳定性。提出的电路基于0.5 μm工艺进行版图设计和仿真验证，后仿真结果表明误差放大器的带宽和相位裕度均满足要求，系统的电压调整率为0.42%，稳定时间为300 μs，负载调整率为0.17%，稳定时间为300 μs，已经满足设计需求，在一款Buck-Boost开关电源芯片中得到了应用。
中图分类号：TN433
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233727
中文引用格式： 韩振宇，张有涛，李亚军，等. 一种Buck-Boost开关电源环路补偿电路设计[J]. 电子技术应用，2023，49(5)：124-128.
英文引用格式： Han Zhenyu，Zhang Youtao，Li Yajun，et al. Design of loop compensation circuit for buck-boost switching power supply[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：124-128.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233727
中文引用格式： 韩振宇，张有涛，李亚军，等. 一种Buck-Boost开关电源环路补偿电路设计[J]. 电子技术应用，2023，49(5)：124-128.
英文引用格式： Han Zhenyu，Zhang Youtao，Li Yajun，et al. Design of loop compensation circuit for buck-boost switching power supply[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：124-128.
Design of loop compensation circuit for buck-boost switching power supply
Han Zhenyu1，Zhang Youtao2，Li Yajun2，Zhang Erzhong2
(1.Nanjing Electronic Device Institude， Nanjing 210016， China； 2.Nanjing Guobo Electronics Co.， Ltd.， Nanjing 211111， China)
Abstract： A loop compensation circuit for voltage control mode of buck-boost switching power supply is designed. This compensation circuit is TYPEIII compensation loop. This paper analyzes the power level modeling of buck-boost switching power supply and the circuit design of error amplifier compensation loop to ensure the stability of switching power supply. The proposed circuit is based on 0.5 μm process for layout design and simulation verification. The results show that the bandwidth and phase margin of the error amplifier meet the requirements. The voltage regulation of the system is 0.42%, the stability time is 300 μs, the load regulation is 0.17%, and the stability time is 300 μs. It contents the design requirements and applies in a buck-boost switching power supply chip.
Key words : buck-boost；TYPEIII；compensation；voltage control mode
0 引言
近年来高频开关电源芯片在直流电源转换中的应用越来越多，同样能产生负电源的Buck-Boost电源的需求也在增加。提高电源效率是设计者的一大挑战，在过去的几年里提高效率和降低电磁干扰是DC-DC电源的一大发展方向。同时减小体积、减轻重量和提高可靠性也是一些关键设计指标。然而，在所有这些情况下，系统的稳定性、精度以及响应速度是开关电源芯片设计中最重要和复杂的地方。
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作者信息：
韩振宇1，张有涛2，李亚军2，张二中2
（1.南京电子器件研究所，江苏 南京 210016；2.南京国博电子股份有限公司，江苏 南京 211111）
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