本文關(guān)鍵詞：用于模擬電子電路輸出級(jí)的限流保護(hù)新技術(shù)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西安電子科技大學(xué)》 2011年

USB 3.0電源管理芯片XDC1029的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉世偉  

【摘要】：隨著硬件設(shè)備的不斷發(fā)展和進(jìn)步,更高更快的傳輸速率被人們所重視,隨之而來(lái)的是市場(chǎng)上USB 3.0的涌現(xiàn)。提高傳輸速率、增大總線功率和輸出電流、提供全新的電源管理功能以及向下兼容USB 2.0,這些都是USB 3.0的開(kāi)發(fā)方向。 本文以科研項(xiàng)目“單芯片數(shù)模混合電路設(shè)計(jì)技術(shù)研究”為背景,設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于USB 3.0系統(tǒng)的電源管理芯片XDC1029。從芯片的系統(tǒng)規(guī)劃、指標(biāo)的制定、子模塊電路的設(shè)計(jì),到整體電路功能的仿真驗(yàn)證及芯片的版圖設(shè)計(jì)都進(jìn)行了深入研究。提出了一種新型二倍壓電荷泵電路,通過(guò)引入襯底可變單元,消除了Dickson電荷泵中MOS器件體效應(yīng)及閾值損耗的影響。芯片遵循USB 3.0協(xié)議中的電源管理規(guī)范,實(shí)現(xiàn)了對(duì)USB 3.0系統(tǒng)輸出電流的精確控制。針對(duì)USB設(shè)備工作時(shí)可能出現(xiàn)的意外情況,芯片內(nèi)部集成限流保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)及異常報(bào)警等功能電路,保證了芯片工作的可靠性和穩(wěn)定性。 芯片面向USB 3.0系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),可輸出2A的持續(xù)電流,最大電流達(dá)2.5A。同時(shí)內(nèi)部預(yù)留修調(diào)電路,可通過(guò)修調(diào)實(shí)現(xiàn)對(duì)USB 2.0系統(tǒng)的兼容�；�0.35μm 20V BCD工藝,利用Spectre和Virtuoso等EDA工具完成了電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TN86
【目錄】：

摘要3-4

Abstract4-6

第一章 緒論6-12

1.1 USB 概述6-8

1.2 USB 電源管理8-10

1.3 論文的主要工作及章節(jié)安排10-12

第二章 XDC1029 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)12-22

2.1 芯片工作原理介紹12-15

2.2 芯片設(shè)計(jì)的依據(jù)及相關(guān)指標(biāo)的確定15-20

2.3 XDC1029 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)20-21

2.4 本章小節(jié)21-22

第三章 XDC1029 核心模塊電路設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證22-46

3.1 電壓基準(zhǔn)22-26

3.2 電荷泵26-33

3.3 限流保護(hù)模塊33-38

3.4 異常報(bào)警模塊38-45

3.5 本章小結(jié)45-46

第四章 XDC1029 整體電路的仿真驗(yàn)證46-54

4.1 系統(tǒng)整體性能指標(biāo)的仿真46-49

4.2 芯片整體的功能仿真49-53

4.3 本章小結(jié)53-54

第五章 XDC1029 的版圖設(shè)計(jì)54-62

5.1 工藝的選取及簡(jiǎn)介54-55

5.2 XDC1029 的版圖設(shè)計(jì)55-60

5.3 本章小節(jié)60-62

結(jié)束語(yǔ)62-64

致謝64-66

參考文獻(xiàn)66-70

在讀期間的研究成果70-71

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【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 陳志勇;黃其煜;龔大衛(wèi);;BCD工藝概述[J];半導(dǎo)體技術(shù);2006年09期

2 蔣波韡;王肖;閔昊;;一種高效率全pMOS結(jié)構(gòu)AC-DC電荷泵(英文)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2008年04期

3 來(lái)新泉;元薇;;高精度USB電源管理器的設(shè)計(jì)[J];電子元件與材料;2007年12期

4 成立,李彥旭;用于模擬電子電路輸出級(jí)的限流保護(hù)新技術(shù)[J];電子工藝技術(shù);2002年03期

5 代國(guó)定;王懸;虞峰;徐洋;李衛(wèi)敏;;基于線性曲率校正技術(shù)的低電壓帶隙基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)[J];電子器件;2009年05期

6 應(yīng)建華;劉毅;張璽;郭艷;;一種高性能低壓電荷泵電路[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年07期

7 沈磊,倪寅凌,鄭增鈺;一種雙端USB電源開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué);2001年04期

8 孫志強(qiáng);;從2.0到3.0,簡(jiǎn)化USB設(shè)計(jì)的調(diào)試和驗(yàn)證[J];電子設(shè)計(jì)應(yīng)用;2009年10期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 陳捷;用于USB接口的電源管理芯片的研究[D];電子科技大學(xué);2005年

2 石偉韜;雙通道USB設(shè)備電源管理芯片的前端設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2006年

3 朱章華;多模式高效同步BUCK型DC/DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2007年

4 梁堅(jiān);BUCK型DC-DC的電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2007年

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊盛波;唐寧;覃賢芳;;一種用于RFID標(biāo)簽芯片LDO穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)[J];安防科技;2008年12期

2 徐勇;;基于USB接口的繼電保護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

3 周明;;開(kāi)關(guān)電源控制器在汽車電子產(chǎn)品中的應(yīng)用及研究[J];安徽科技;2008年03期

4 何曉燕;王慶春;;CMOS反相器電壓傳輸特性的分析和仿真[J];安康師專學(xué)報(bào);2006年02期

5 祝曉笑;劉昌舉;蔣永富;;格雷碼在焦平面CMOS讀出電路中的應(yīng)用[J];半導(dǎo)體光電;2009年04期

6 黃松壘;張偉;黃張成;方家熊;;基于輸入失調(diào)補(bǔ)償?shù)陌惦娏饕种谱x出電路研究[J];半導(dǎo)體光電;2011年03期

7 余有靈,許維勝,吳啟迪;電子鎮(zhèn)流器控制器中帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年11期

8 楊振,顏永紅,齊良頡;利用CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)pH-ISFET傳感器集成化的設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年12期

9 沈菊;宋志棠;劉波;封松林;朱加兵;;一種高精度CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2007年09期

10 葉英;曾健平;馬勛;朱軍;;應(yīng)用于∑Δ ADC的帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2007年10期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊棟;趙毅強(qiáng);廖俊;;線列紅外探測(cè)器讀出電路的研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

2 黃松壘;張偉;黃張成;方家熊;;基于輸入失調(diào)補(bǔ)償?shù)陌惦娏饕种谱x出電路研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

3 王歡;王志功;喬廬峰;徐勇;劉永旺;牛曉康;楊思勇;徐健;;155-Mb/s0.5μm CMOS激光驅(qū)動(dòng)器[A];全國(guó)第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

4 孫志新;李開(kāi)航;;一種運(yùn)用于ADC中的兩倍增益采樣保持電路[A];2011高等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)學(xué)術(shù)暨教學(xué)研討會(huì)論文集[C];2011年

5 高國(guó)清;馮勇建;曾景華;;一種負(fù)反饋高精度的CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源[A];福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

6 白姍姍;;內(nèi)核組件式礦井監(jiān)控傳輸接口中的USB接入技術(shù)[A];煤礦自動(dòng)化與信息化——第19屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）百年校慶學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 張平;張石;鮑喜榮;;基于Sitsang板的車載多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)[A];第16屆中國(guó)過(guò)程控制學(xué)術(shù)年會(huì)暨第4屆全國(guó)故障診斷與安全性學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

8 黃國(guó)慶;汪鄉(xiāng)城;;基于DSP的USB2.0語(yǔ)音數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[A];2008年中國(guó)高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2009年

9 劉成;姜巖峰;;十六通道恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片的設(shè)計(jì)[A];2009年中國(guó)高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

10 蔣先偉;吳秀龍;徐超;陳軍寧;周杰;;一種可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑O(shè)計(jì)[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第九屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王憶;高性能低壓差線性穩(wěn)壓器研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2010年

2 許偉偉;適用于便攜式產(chǎn)品的單電感多輸出直流—直流變換器的研究與設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

3 李婭妮;單周期臨界導(dǎo)通PFC轉(zhuǎn)換器控制模式及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

4 吳鐵峰;基于PWM控制方式的電源管理芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

5 孫康明;高性能視網(wǎng)膜修復(fù)芯片的研究[D];重慶大學(xué);2010年

6 李蕾;UHF RFID單芯片讀寫(xiě)器關(guān)鍵技術(shù)研究與設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2010年

7 劉云濤;電容式SIGMA-DELTA微加速度計(jì)接口ASIC芯片研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 魏琦;高性能流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)[D];清華大學(xué);2010年

9 呂偉鋒;工藝波動(dòng)對(duì)納米尺度MOS集成電路性能影響模型與相關(guān)方法研究[D];浙江大學(xué);2012年

10 徐建;高精度ΔΣ調(diào)制器的高性能優(yōu)化技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐建建;基于WDF的USB接口遙控器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D];山東科技大學(xué);2010年

2 丁雷;白鼠腦電信號(hào)遠(yuǎn)控采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];山東科技大學(xué);2010年

3 李旭;矢量浮標(biāo)定位系統(tǒng)目標(biāo)模擬器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 王忠寶;無(wú)源RFID溫度傳感芯片模擬前端設(shè)計(jì)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

5 張潤(rùn);基于C8051F301的射頻讀卡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2010年

6 居大鵬;大功率LED驅(qū)動(dòng)器的研究與設(shè)計(jì)[D];蘇州大學(xué);2010年

7 于樂(lè)淼;Linux平臺(tái)下的五線觸摸屏控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2010年

8 譚傳武;高性能BICMOS電荷泵電源管理芯片設(shè)計(jì)[D];湖南工業(yè)大學(xué);2010年

9 張爾東;音叉式石英微陀螺CMOS集成檢測(cè)電路設(shè)計(jì)[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

10 龔云;基于VxWorks的USB驅(qū)動(dòng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];南昌大學(xué);2010年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 嵇維貴,冉峰,徐美華;智能功率開(kāi)關(guān)電源IC設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年01期

2 徐卿,許維勝,吳啟迪;功率集成電路中過(guò)熱保護(hù)電路的設(shè)計(jì)[J];傳感器技術(shù);2004年02期

3 廖志凌,李華,賈洪平;一種簡(jiǎn)單實(shí)用的過(guò)流檢測(cè)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)[J];電測(cè)與儀表;2003年10期

4 胡宗波,張波;新型柵極電荷保持驅(qū)動(dòng)同步整流器的研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2003年02期

5 李靖;中國(guó)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的分析[J];電工技術(shù)雜志;2000年02期

6 張衛(wèi)平,吳兆麟;電流控制型PWM開(kāi)關(guān)變換器的穩(wěn)定性研究[J];電力電子技術(shù);1999年05期

7 陳剛,徐德鴻,汪生,李樞;一種軟開(kāi)關(guān)低通態(tài)損耗的雙向DC/DC變換器[J];電力電子技術(shù);2000年06期

8 胡宗波,張波;同步整流器兩種驅(qū)動(dòng)方式的分析和比較[J];電力電子技術(shù);2001年06期

9 田穎,陳培紅,聶圣芳,盧青春;功率MOSFET驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];電力電子技術(shù);2005年01期

10 劉樹(shù)林,劉健,鐘久明;峰值電流控制變換器斜坡補(bǔ)償電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電力電子技術(shù);2005年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 韓磊;高壓功率變換用SPIC中部分單元的研究[D];電子科技大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 樊華;超低靜態(tài)電流放大器的設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2005年

2 程曉潔;基于低壓差電源穩(wěn)壓器的CMOS過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2006年

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;2004年電源管理芯片市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2004年12期

2 ;中國(guó)電源管理IC市場(chǎng)擴(kuò)張 2012年將達(dá)到47億美元[J];今日電子;2010年04期

3 ;美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體新推兩款電源管理芯片,采用動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)[J];中國(guó)科技信息;2006年07期

4 Randy Frank;;改善電源管理[J];工業(yè)設(shè)計(jì);2009年07期

5 ;德州儀器(TI)打造電源管理市場(chǎng)應(yīng)用新熱點(diǎn)[J];電源世界;2009年10期

6 ;中國(guó)電源管理IC市場(chǎng)擴(kuò)張[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2010年03期

7 ;行業(yè)綜述[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2007年02期

8 RichardK.Williams;;消費(fèi)電子主導(dǎo)電源管理開(kāi)發(fā)[J];電子測(cè)試;2006年10期

9 白繼彬;;電源管理半導(dǎo)體[J];電力電子技術(shù);2008年12期

10 馬紅波;馮全源;;低功耗高性能限流比較器的設(shè)計(jì)與仿真[J];電子器件;2007年05期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

2 湖南 黃小傳;[N];電子報(bào);2011年

3 于寅虎;[N];中國(guó)電子報(bào);2003年

4 ;[N];中國(guó)電子報(bào);2003年

5 本報(bào)記者 楊琳樺;[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2008年

6 王軍;[N];中國(guó)電腦教育報(bào);2003年

7 北京 枯木;[N];中國(guó)電腦教育報(bào);2005年

8 賽迪顧問(wèn)半導(dǎo)體咨詢事業(yè)部 李樹(shù)翀;[N];中國(guó)電子報(bào);2005年

9 安吉;[N];中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào);2002年

10 趙艷秋;[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 劉繼芝;高壓電源管理芯片中低壓電路用電源的研究[D];電子科技大學(xué);2009年

2 吳鐵峰;基于PWM控制方式的電源管理芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

3 邱建平;基于模擬與數(shù)字控制技術(shù)的電源管理芯片關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 葉強(qiáng);TFT-LCD低功耗多輸出電源管理芯片的研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

5 陳琛;便攜式電子設(shè)備用多功能、多模式電池與電源管理芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 羅杰;單片式電源管理芯片設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2010年

2 肖斌;一種具有智能保護(hù)功能的高效率電源管理芯片的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2012年

3 黃璜;一款恒流恒壓控制電源管理芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2014年

4 陸婷;一種基于原邊反饋的AC-DC電源管理芯片設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

5 劉世偉;USB 3.0電源管理芯片XDC1029的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

6 陳掌;基于BCD工藝的AC/DC電源管理芯片設(shè)計(jì)[D];西安科技大學(xué);2010年

7 戴揚(yáng);諧振式PWM電源管理芯片設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

8 黃晨;具有恒壓恒流功能的電源管理芯片的低功耗設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2012年

9 楊國(guó)坤;一種反激式電源管理芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2013年

10 高宇鎮(zhèn);一款基于計(jì)算機(jī)輔助軟件的SIMO電源管理芯片設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：用于模擬電子電路輸出級(jí)的限流保護(hù)新技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：141006