【摘要】：隨著近些年來便攜式電子產(chǎn)品的爆發(fā)式增長,與其直接相關(guān)的電源管理芯片的市場也得到了高速成長,對電源管理芯片的要求也越來越高,包括更高的效率、更低的功耗及更高的可靠性等。本文正是針對目前電源管理芯片技術(shù)發(fā)展的要求,分析并設(shè)計(jì)了一款高效率同步整流降壓型DC-DC變換器。本文首先介紹了降壓型DC-DC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本工作原理,詳細(xì)闡述了三種經(jīng)典的DC-DC變換器的控制模式的優(yōu)缺點(diǎn)。為提高芯片效率,引入同步整流技術(shù),介紹了同步整流技術(shù)的原理及存在的問題。又進(jìn)一步詳細(xì)分析DC-DC變換器的損耗產(chǎn)生原因,為減小損耗提供理論基礎(chǔ)。最后根據(jù)芯片的參數(shù)指標(biāo)要求和基礎(chǔ)理論,提出了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案,并建立數(shù)學(xué)模型,利用Matlab工具進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了方案的可行性。根據(jù)電路的總體架構(gòu)來進(jìn)一步設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的電路,本文重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)中的重點(diǎn)電路模塊,包括帶隙基準(zhǔn)源、誤差放大器和保護(hù)電路等,并利用Hspice工具對其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。完成了模塊設(shè)計(jì)后,將整個電路進(jìn)行聯(lián)合仿真。芯片實(shí)現(xiàn)采用華潤上華0.5微米BCD工藝,利用Hspice進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明該芯片能穩(wěn)定輸出0.8V到10V的連續(xù)電壓,效率可高達(dá)95%,輸出紋波低于輸出電壓的1%,具有良好的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率,達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
[Abstract]:With the explosive growth of portable electronic products in recent years, the market of power management chips directly related to them has also been growing at a high speed, and the demand for power management chips has become increasingly high, including higher efficiency. Lower power consumption and higher reliability. This paper analyzes and designs a high efficiency synchronous rectifier and step-down DC-DC converter according to the requirement of the development of power management chip technology. In this paper, the topology and basic working principle of DC-DC are introduced, and the merits and demerits of three classical DC-DC converters are described in detail. In order to improve chip efficiency, the principle and problems of synchronous rectification technology are introduced. Furthermore, the cause of loss in DC-DC converter is analyzed in detail, which provides a theoretical basis for reducing the loss. Finally, according to the requirements of the chip parameters and the basic theory, the overall design scheme of the system is put forward, and the mathematical model is established. The feasibility of the scheme is verified by using Matlab tools. According to the overall structure of the circuit, the paper introduces the key circuit modules of the system, including bandgap reference source, error amplifier and protection circuit, and simulates the circuit by HSPICE. After completing the module design, the whole circuit is simulated jointly. The chip is realized by China Resources (China Resources) 0.5 micron BCD process and simulated by HSPICE. The simulation results show that the chip can stably output the continuous voltage from 0.8 V to 10 V, the efficiency can reach 95%, the output ripple is lower than the output voltage, and the output ripple is lower than the output voltage. The chip has good linear adjustment rate and load adjustment rate, and meets the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

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本文編號：2128148