高效电感式降压型DC-DC电源管理芯片的设计.pdf

浙江大学
硕士学位论文
高效电感式降压型DC-DC电源管理芯片的设计
姓名:姚丰
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:何杞鑫
20060201
摘要近些年内,随着以手机为代表的便携式电肥谐〖本缋┱牛肫湎喽杂Φ牡缭垂芾芯片需求也日益增加。同时,便携式电子产品功能的增多和电池能量的相对固定,成为了电源管理中的最大挑战。因此,高效电源管理就成为电子设计中至关重要的因素,其中电池的能量转换效率和节能方面是关键部分。。设计中参照市场上类似成熟产品的设计经验,同时查阅文献资料进行正向设计,⒃贑上的平台上进行了版图绘制和验证。最终,本设计在无锡上华的苹辛髌⒃诒舅成了测试。设计的—转换芯片有三大特点:电流模式、髦萍巴秸鳌H筇氐愣给芯片带来性能上的提升。本文分别对三个特点对应的工作原理进行了分析,同对在仿真中进行了比较分析。电源管理芯片既属于数模混合电路,义属β始傻缏贰N恼轮幸捕允;旌系缏飞计中的一些技巧和功率集成电路中功率器什的设计进行了一些阐述。本次课题使我在模拟集成电路设计方面增长了经验,同时也让我对电源管理领域有了一个粗略的认识。本文记录了设计中大量有参考价值的数据和结果,同时也包含电源管理芯片工作原理的分析,有着良好的科研意义。关键词:电源管理,高效,电流模式,同步整流,功率集成电路,数模混合电路的主要目的。浙江大学硕士论文高效电感式降压型缭垂芾硇酒纳杓
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第一章电源管理集成电路电源管理半导体什么是电源管理两衩挥泄桓鋈非械亩ㄒ濉5鼻霸诠谟辛街译名,一是电源管理,一是功率管理蚬β蚀。把胛5缌Γβ驶故堑缭矗直是国内讨论的问题。从本人的理解,匆馕蹲拍茉矗苯袷澜缱钛暇侍庵ň是能源问题。而电源管理技术的最终日的就是节能,使每一份能源都不会无故消耗。电源管理技术与半导体技术结合就形成了电源管理半导体这一类产品。从集成程度上分,电源管理半导体可以分为电源管理凸β史至⑵骷绻蚜秸咧谱髟谝桓龉杵希捅怀莆9β始傻缏关丁哪谌莼嵩诘谌轮姓箍!当今世界各种类型的杂志以及各个相关公司的产品介绍,电源管理、继逡丫瞧毡使用的用语。它突现了一个特点,即大量电源管理卷入电源麻用,而单纯地把电源管理、继宓韧诠β史至⑵骷氖贝丫ァ在年介绍电源管理半导体时归纳个概念:电源管理半导体主要是指用于电源及功率控制中应用的功率半导体,它包括了功率安糠址至⑵骷具体构成见图.。但这样一种提法也有一些缺陷,因为实际上这些年,~些专用数字也已加入了屯源管理半导体的队伍。近来数字控制功率也已提到日程,它可以使控制更为精确和敏感。这些都说明电源管理半导体的范围还在进一步扩大中。‘,
半导体长期来被认为是半导体界的一个不起眼的配角。但近来忽然发现当整个半导体界的发展出现停滞时,电源管理半导体往往能继续保持两位数的增闪似奈J苋饲囗慕巧ā多年前,曾提到过电力电子是节能的于牌,这些年来证明:节能确实始终是电力电子或电源管理这个行业蓬勃发展的原因。世界当前有两个耗能的主要领域,即电机及照明。两者消耗的能量几乎占全球电能消耗的%,如果在这两个领域提高能源管理技术,在节能方面是非常可观的。但作为电源管理而肓,我们所看到的,不仅是着眼于节电大户,而更必须注意到一些小功率的消费电器对市电的迫切要求。当前消费电器要求做得越来越小,所以对屯源管理半导体的要求就更高了,因为电池的容量及改进是有限度的,因此有人认为消费电器这种要求,是支持电源管理、继宄中仙闹饕T灾唬仁墙诘绲囊G螅彩鞘痔崾讲返奶殊要求,而这些止是电源管理半导体的主要服务方向。我们理解,电源管理半导体是和极大数母的客户联系着的,它已浩浩荡荡地进入了几乎每一种电子产品。这里面存在着极大的商机,促使制造商竭尽全力,不断地去创造更新技术以满足各种新产品发展的需要。据驹げ图.,年电源管理市场整体销售额增长速度将会放缓,而年则将停』龀ぃ婧罂J冀胄碌脑鍪现芷凇乐观估汁,年全球电源管理芯片销售额将上井至诿涝#甑哪旮词吃龀ぢ饰%。年全球半导体虺〗氲髡谥保滓娑移动通信、消费电子产品的恢速增长,⒄骨榭难芯渴菀仓福築,全球模拟市场于年达到近诎薜乃祝渲械浙江大学硕士论文高效电感式降压型缭垂芾硇酒纳杓
源管理芯片一々了近亿美元。仙计年全球模拟市场将会达到诿涝#渲衒源管理将,亿炎元。山此可知,模拟与