一種片上集成高性能電源管理電路設(shè)計.pdf

1、隨著集成度與CMOS工藝的不斷發(fā)展,集成了模擬、射頻、數(shù)字以及電源電路在內(nèi)的片上系統(tǒng)(SOC)成為了市場的核心。在競爭越來越激烈的IC市場下,為了提高SOC的效率,就必須使用現(xiàn)有的IP核。然后將所需要的IP核模塊“拼接”成符合一定功能需求的系統(tǒng)芯片。因此需要設(shè)計一種片上電源管理IP核以滿足片上系統(tǒng)的需求。
　　根據(jù)上述需要,本文設(shè)計了一種能給數(shù)字、射頻等片上電路供電的電源管理電路IP核。該電路選用的是效率高的BUCK結(jié)構(gòu),開關(guān)頻率

2、1.5M,靜態(tài)電流小于250μA,最大輸出平均電流600mA,效率最高可以達(dá)到95％,輸出電壓可以根據(jù)片上系統(tǒng)電路的需要可以改變?nèi)?.2V、1.5V、2.5V等。該電路采用峰值電流控制方式的同步整流電路,同時該電源電路本身還具有一系列保護(hù)功能模塊,能夠保證電路的正常工作。
　　首先,本文分析了BUCK拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理及其主要的性能指標(biāo)。其次,根據(jù)需求提出了電源管理電路的系統(tǒng)框圖,設(shè)定了電路的整體性能指標(biāo),闡述了電路結(jié)構(gòu)的小信號模

3、型和推導(dǎo)了其傳輸函數(shù),在傳輸函數(shù)的基礎(chǔ)上分析了零極點(diǎn)位置,提出了系統(tǒng)穩(wěn)定性的解決方案。然后詳細(xì)分析設(shè)計并仿真驗(yàn)證了誤差放大器、振蕩器、輸出電壓檢測電路、零電壓檢測電路、小電流檢測電路。其中誤差放大器的作用是將反饋網(wǎng)絡(luò)反饋的電壓與參考電壓進(jìn)行誤差放大,這個放大信號可以改變占空比,從而使輸出電壓穩(wěn)定;振蕩器的作用是提供了功率管的開關(guān)時鐘和提供了斜坡補(bǔ)償電路中需要的鋸齒波信號;輸出電壓檢測電路的作用是保證輸出電壓正常;零電壓檢測電路的作用是檢