开关电容电荷泵PFM调制式DC-DC变换器的设计与实现.pdf

兰州大学
硕士学位论文
开关电容电荷泵PFM调制式DC-DC变换器的设计与实现
姓名:廖永波
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:刘肃
20060501
,摘要开关稳压电源具有集成度高、外围电路简单、转换效率高等优点,在各种电基于使用电池供电的便携式电子产品的应用背景,研究了脉冲频率调制方式—变换器的实现技术,设计了一种—变换器芯片。该芯片具有实现电路简单、输出电压精度高、功耗低、芯片面积小等优点。同时,该芯片还具有过温和过流保护功能,。:然后,根据功能要求和性能指标,进行了电路的总体设计,在此基础上,对各功能ひ展嬖蚪邪嫱忌杓坪脱橹ぁ该芯片采用标准工艺设计电路,同时利用与工艺兼容的技术电路的模拟结果显示设计满足要求,达到了设计指标:版图设计通过了该芯片的性能指标为:涑龅缪梗%;涑龅缪刮撇ǎ盒∮赺;恍剩嚎纱ィ涑龅缌鳎汗囟夏J较碌缏返氖涑龅缌赵厍榭鱿伦畲笫涑龅缌9仄德剩鹤罡呖纱该芯片可广泛应用于需电池供电的便携式电子产品中作为电源管理芯片。关键词:开关稳压电源:脉冲频率调制;电池供电;—变换器;版图设计子产品中得到广泛的应用。.变换器是开关稳压电源的重要分支。本论文模块和整体电路进行了设计、仿真及分析;最后,,提高了芯片性能,节约了芯片面积,降低了生产成本。和橹ぁ》输入电压范围::和验证兰州大学硕士论文Ⅱ
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第一章绪论电源是一切电子设备的动力心脏埃湫阅艿挠帕又苯佑跋斓降缱由璞傅陌全性和可靠性。直流稳压电源作为电源系统的一个分支,广泛应用于通信、计算机、家用电器等领域中。稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源两大类。线性稳压电源是指电压调整功能的器件始终工作在线性放大区的一种直流稳压电源,是发展最早、应用最广泛的一种稳压电源。其技术比较成熟,并且已有大量集成化的线性稳压电源模块,具有电源稳定度及负载稳定度高、输出电压纹波小、瞬间响应速度快、线路结构简单、使用可靠、没有开关干扰、隔离性能好等特点;但功耗大、效率低湫室话阒挥プ笥、体积大、质量大,不能微小型化、必须有较大容量的滤波电容,这些缺点限制了线性稳压电源的使用【俊O纸开关电源已逐渐取代线性电源【俊?9氐缭纯煞治狝瓵缭础狣缭础缭础瓵缭础?9氐缭匆云湫矢撸寤〉扔诺悖谕ㄐ拧⒓算机及家用电器等领域得到广泛应用,特别是现今便携式设备市场需求巨大,.开关电源的需求也越来越大,性能要求越来越高俊】,。用了晶体管串联调整稳压器:从年代以来,特别是年代中期以来低性能稳压电源时期,无工频变压器的开关电源风靡于世界各个工业国家。到了年代,由于微电子技术的迅速发展,大规模集成电路工艺水平飞速提高,使得开关电源控制电路的单片集成成为可能,从而大大简化了控制电路的复杂度,降低了成本,提高了可靠性。同时,随着大功率⌒в骞艿某鱿郑9氐缭的开关频率也提高到徊教岣吡丝9氐缭吹男阅埽唤代高性能的开关稳压电源时期,开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源、便携式电子产品等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展【。直流稳压电源的发展稳压电源的发展历史可追溯到几十年前。世纪年代电子管稳压电源时期,大多采用硒整流器和电子管稳压器:年代晶体管稳压电源时期,相继采兰十大学硕士论文.
低电压功率器件——琍。这款芯片主要是面向需要低电压、大电流的设备,如机顶盒、服务器、个人等近多年来,集成