高效率大电流动态输出DCDC集成电路的研究与设计.pdf

硕士学位论文而簧絮等斟毅虎辫⋯⋯⋯一地盟婴趔璺谎贫椤⋯⋯壁旦塑地曼趔一啦墅艘里笏芮鋍蝴煎艘/墅￡⋯~⋯⋯~一⋯一旦暌淮鄢墒氛帐嘟蠢航弧作者姓名⋯一酆地盔...一指导教师姓名、职务⋯一一塞嚣塞一教援⋯~学科门类⋯一工~望⋯⋯学皇一一一⋯⋯⋯⋯学科、专业⋯⋯一虫路与系统⋯⋯题小⒂⑽目高效率大电流动态输出提交论文日期二吣暌辉分类号级公开代号密
摘要文中对的系统及主要功能模块进行了详细的理论分析,并基于删本论文的设计工作来源于西安电子科技大学的科研项目“电源管理类集成电路关键技术理论研究与设计”,作者承担了一款高效率、大电流、输出可动态调节/集成电路的研究与设计工作。论文在深入系统地分析和研究了电流模降压型/转换器的工作原理和关键技术的基础上,成功地设计了一款高效率、大电流、输出可动态调节/转换器芯片。该芯片的转换效率可高达%,采用同步整流技术,提高芯片转换效率的同时节省了宓拿婊煌环⒐ぷ髂J降囊胧沟眯酒谇岣涸条件下仍然能够保持高效率;内置旁路管的设计减小了总的导通电阻,降低了电感上的功率损耗,提高了芯片的转换效率。采用新颖的分段线性斜坡补偿技术,解决了在大占空比条件下电流环路不稳定的问题,避免了在小占空比条件下过补偿现象的发生,提高了系统的带载能力。引入外部基准引脚谕獠康鹘谄鞯那拢崴傻厥迪至耸涑龅缪乖.~姆段诙态可调节。最后,为了解决芯片的可测性问题,通过管脚复用设计了相应的测试电路,可缩短芯片的研发周期以及提高产品的效益。工艺,利用、等砑瓿闪说缏返纳杓坪颓胺抡嫜电流模证,仿真结果表明各项性能指标满足设计要求。关键词:高效动态输出降压型转换器
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本人签名:墨堕叁日期:麴:羔日期:塑:』:本人签名:霪空:垒创新性声明关于论文使用授权的说明的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。日期:、本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全导师签名
第一章绪论电源管理的发展本章首先对电源管理技术的发展进行了简要的介绍,并且分析了当前电源管理技术的发展趋势,然后对开关电源转换器的分类以及本文的章节安排做了简明电子与信息技术的发展日新月异,电子产品广泛地应用于各个领域,特别是近些年来便携式电子产品和微型电子产品的发展很快,并且随着成本的降低,消费群体越来越大,市场非常广阔。这些电子产品大都采用电池供电,在很多应用场合,有限的电源能量成为电子产品发展的一个重要瓶颈,比如移动电话的小型化、待机时间和发射功率,极大地受到电池体积的限制,如何最大限度地提高电池能量的利用效率,扩大电池使用周期,成为电子设计人员面临的一个重要课题。解决这个问题可以从三方面着手,一是对电路进行低功耗设计,比如采用工艺或节能工作模式,使电子产品工作时耗用尽量少的电流。二是设法采用新的电池技术,增大电池容量,电池的发展经历了从铅蓄电池、镍铬电池、镍氢电池,到现在的锂电池、锂离子电池和锂聚合物电池,能量体积比越来越高。三是努力提高电池利用率,比如采用低漏失电压妊蛊鳎咝/转换器等技术。上述第一种方法需要针对具体电路进行具体分析和设计,不具有通用性;第二种方法受制于化学工业的发展,短期内很难有大的突破;而第三种方法不但具有通用性,还具有较大的发展空间,值得研究。本文主要讨论第三种方法。随着工艺的进步,集成电路的规模越来越大,这对电源的影响是,一方面电路要正常工作,需要足够的电源电压:另一方面,集成电路特征尺寸越来越小,加上降低功耗的要求,电源电压又不能过高,因此电路所允许的电源电压范围越来越小。同时,为了减小电源波动可能对电路带来的不良影响,希望电源输出尽的阐述。量稳定,输出噪声尽量小。然而,我们所能直接获取的电源往往达不到要求,或是过高,或是过低,或是不够稳定,有时甚至极性不对,更重要的是,直接利用这些电源往往效率很低,这就需要一个电源管理器来改善电源性能。早期电源管理的着眼点主要在交流和强电的合理利用方面,电源管理的内容
比较简单,比如变压,整流,滤波等,后来随着电力工业的发展,产生了各种各样的需要,于是出现了变